שאיפתן של מדינות רבות ברחבי העולם לעמוד ביעדי Net Zero למיתון שינויי האקלים והפחתת ההתחממות הגלובלית ולספק מענה לאתגר הצפיפות העירוני והלאומי מאיצה את הביקוש הגלובלי לרכבות שגם כך גדל במהירות.
היקף הנסיעות והעברת המשאות בעולם צפוי להכפיל את עצמו עד 2050 והאוכלוסייה הגלובלית צפויה לגדול בכ-2 מיליארד במהלך שלושת העשורים הבאים.
רכבות יכולות לספק לקהילות עירוניות גדולות פתרון תחבורה אידיאלי, בטוח, נוח וירוק, תוך צמצום פליטת הפחמן ב-80% בהשוואה למטוסים. גורמים מובילים בתעשייה כבר הפנימו את הצורך בשינוי מהותי של תהליכי התכנון והביצוע של פרויקטים וכי יישומו בהצלחה מחייב טרנספורמציה דיגיטלית.
האתגרים של תעשיית הרכבות הגלובלית
אספקת מענה יעיל ומהיר יותר לכמות גדולה יותר של פרויקטים מורכבים יותר תוך שמירה על איכות הסביבה וחסכון בעלויות הם רק חלק מהאתגרים הניצבים בפני תעשיית הרכבות הגלובלית. מחקר שערכה אוטודסק בקרב ארגונים ומומחים מובילים בתעשייה מלמד שהאתגרים המשמעותיים ביותר של התעשייה מתמקדים ב-3 תחומים עיקריים:
- מחסור בכוח אדם מיומן – 31% ממשתפי המחקר ציינו שהקושי לאתר, להכשיר ולשמר אנשי מקצועי מנוסים בדיגיטציה מהווה אתגר מהותי מבחינתם כיוון שזה המפתח לניהול ויישום טרנספורמציה דיגיטלית בארגון. הקושי נובע בעיקר משום שקיים נתק בין אנשי המקצוע המנוסים ובין אלה שפחות מנוסים וכן עקב העובדה שמצד אחד בעיקר צעירים מרגישים נוח לעבוד במרחב דיגיטלי ומצד שני חיוני לשמר את התובנות והידע שנצברו במשך שנים של ניסיון.
- קיימות – מבחינת 26% מהמשיבים התנהלות מקיימת היא האתגר המשמעותי היום משום הקשר הישיר של נושא זה
לחוסן העסקי של ארגונים וליכולתכם להישאר רלוונטיים. במקביל לאימוץ פתרונות לניהול פחמן (הסמכת (PAS 2080 ע"י ארגונים בתחום התשתיות בעולם, הם עדיין נדרשים לבצע פרוייקטי רכבת חדשים תוך צמצום טביעת הרגל הפחמנית לאורך מחזור חיי הפרויקט, מתחילתו ועד סופו.
- שיתוף פעולה –משתתפי הסקר אף ציינו כי שיתוף הפעולה בפרויקטים מורכבים על פני אזורי זמן, דיסציפלינות שונות
ועבודה מרחוק מהווה אתגר בפני עצמו. זאת לנוכח הצורך לנהל כמות נתונים עצומה בכל פרויקט ולוודא שכל הנתונים הרלוונטיים זמינים במקום ובזמן הנכונים.
יתרונות הטרנספורמציה הדיגיטלית
המעבר לדיגיטציה ולסביבת ענן מבוססת נתונים טומן בחוב יתרונות עסקיים מובהקים:
שיפור פרודוקטיביות ושיתוף נתונים הוא אחד היתרונות המרכזיים של המעבר לתהליכי עבודה דיגיטליים שמאפשר לקצר בכ-5 שנים את תהליכי התכנון והבנייה של קו תחבורה ציבורית חדש שבעבר נמשכו 20 שנה. בחברת הרכבות האיטלקית FS Technology המעבר לדיגיטציה ולסביבת ענן מאפשר היום לצוותים שונים לעבוד עם מקור נתונים מהימן אחד ועדכני, לשתף פעולה ולתקשר טוב יותר, לשתף מידע שאחרת לא היה נגיש לכולם בקלות וזאת תוך התייחסות רציפה לכל המשתנים והגורמים בכל נקודת זמן במהלך מחזור החיים של פרויקט התשתית או חלק ממנו.
החלטות עסקיות נכונות יותר ושיפור משמעותי ברווחיות עם פלטפורמת ענן משותפת שמסייעת למנוע שגיאות יקרות ולקבל החלטות טובות יותר בכל נושא, החל מבחירת חומרי בניין ברי קיימא וכלה בבחירת ספקים שמתנהלים בקיימות, לאורך מחזורי חיי הפרויקט כולו – משלב התכנון המוקדם של תשתית הרכבת ועד לניהול התשתית לאחר בנייתה.
בחברת הייעוץ Ramboll משתמשים ב-BIM כדי ליצור מפות תלת מימד ריאליסטיות המסייעות לתכנן מחסומי קול יעילים לאורך נתיבי הרכבת, תוך שמירה על בתי גידול טבעיים.
שביעות רצון לקוחות גבוהה יותר ושיפור המוניטין המקצועי כתוצאה מהיכולת להציג פרויקטים בקלות וביעילות רבה יותר. חברת Teknik Engineering הבריטית הסבה מגה-פרויקט של רכבת מהירה מדו מימד לתלת מימד. שינוי זה אפשר לחברה להציע ללקוח פתרונות במהירות עוד לפני שקיבלה את הפרויקט, מה שעזר לה בסופו של דבר לזכות בו.
ניהול סיכונים איכותי וצמצום סיכונים עתידיים עקב השימוש בנתוני פרויקט מאוחדים ואוטומציה של תהליכי תכנון שמאפשרים לזהות התנגשות, לדייק תחזיות ולצמצם את כמות המשימות שנדרש לבצע מחדש. כלי הבינה המלאכותית (AI) המובנים בפלטפורמה אף מאפשרים לנתח סיכונים ולהפוך את הפרויקט לבטוח יותר הן מבחינה עסקית והן מבחינה ביצועית.
איך זה מתבטא בפועל?
- באיטליה מנהלים פרוייקטי רכבות עם מודל תשתית דיגיטלי – חטיבת FSTechnology של קבוצת הרכבות האיטלקית
Fstechnology S.p.A. & Esri פיתחה תהליך עבודה המשלב טכנולוגיות CAD ו-BIM של אוטודסק, כגון Revit, ACC ו-Civil 3D יחד עם ענני נקודות, וצילומי אוויר ולווין, מנועי משחק וכלי ESRI ArcGIS ו-GeoBIM במטרה ליצור מודל תשתית דיגיטלי שמאפשר לעקוב אחרי התקדמות העבודות בשטח, למפות תשתיות קריטיות כמו מעברי מים וגשרים וגורמים סביבתיים, כמו גם לנטר באופן אקטיבי וטוב יותר את ההשפעות הסביבתיות של פרוייקטי תשתיות ולחסוך במים ובאנרגיה. באמצעות אינטגרציה בין פלטפורמת הענן Autodesk Construction Cloud (ACC) וטכנולוגיות GIS הצליח החברה לשפר יעילות תפעולית, להעלות את התפוקה, לאתר בעיות מוקדם יותר ולפתור אותן מהר יותר, לצמצם סיכונים והשפעה סביבתית ולקבל החלטות מהר יותר על בסיס נתונים מדויקים.
בספרד מיישמים BIM לניהול תשתית איכותי יותר –הטמעת BIM והשימוש במודלים של מידע בתכנון, הקמה תחזוקת של נכסים וניהול מחזור חיי הפרויקטים משחקים תפקיד מהותי בטרנספורמציה הדיגיטלית של Adif, חברת התשתיות הממשלתית של משרד התחבורה הספרדי. יישום BIM אפשר לחברה קפיצת מדרגה משמעותית באיכות ניהול התשתיות ולכך מצטרף השילוב של CDE יחד עם פלטפורמת הענן Autodesk Construction Cloud שמאפשר המשכיות דיגיטלית של מידע שמשפרת את כל התהליכים ולוקחת את החברה לעידן חדש.
- בדנמרק חוסכים תשומות וכח אדם והופכים את הרכבת לירוקה – על מנת להבטיח שמערך תמרורי האיתות של רשת הרכבות הארצית שמשתרעת על פני 3,000 ק"מ עומד בדרישות התקן, חברת הרכבות הלאומית של דנמרק Banedanmark סרקה את מערך האיתות בתלת מימדי וירטואלי עם טכנולוגיות Revit, Civil 3D, BIM Collaborate Pro, Nevisworks של אוטודסק.
העבודה עם כלי תוכנה אלה בסביבה דיגיטלית מאפשרת לחברה חסכון משמעותי בתשומות, צמצום משמעותי של הצורך לשלוח צוותים לבדיקות ידניות בשטח, ניהול טוב יותר של נכסים ע"י מידול מידע נכסים (AIM), תהליכי בקרה וניהול מדוייקים יותר (ממטרים למילימטרים), שיפור שיתוף הפעולה, תכנון ללא התנגשויות, הגברת רמת הבטיחות וצמצום וצמצום טביעת הרגל הפחמנית עם המעבר לתחבורה ירוקה יותר.
- בטורקיה חוסכים עלויות ואנרגיה – חברת הרכבות איסטנבול בודקת את מצב הציוד, צופה ומטפלת בתרחישי ותקלות תחזוקה לפני שהתרחשו באמצעות טכנולוגיית התאומים הדיגיטליים. כך מצליחה החברה לנתח ולשפר את צריכת החשמל, לשפר את היעילות התפעולית והתחזוקה ב-15-37.5%, ולחסוך 12-25% בצריכת האנרגיה ובעלויות התחזוקה.
- בלוקסמבורג עובדים בסביבת ענן משותפת – מסע הטרנספורמציה הדיגיטלית של חברת הרכבת הלאומית של לוקסמבורגCFL החל בשנת 2017 והוביל לשיפור האיכות והיעילות של פרוייקטי בנייה שהחברה מבצעת, בכללם ניהול נכסים ותחזוקת מבנים, עבודות עפר, הקמת נתיבי קבע וקווי תחבורה עיליים, ומערכי איתות ותקשורת.
חברת הרכבת של לוקסמבורג עובדת עם משרדי תכנון וקבלנים חיצוניים שעובדים עם כלי תוכנה שונים, כגון: Revit, Civil 3D ו-Inventor בסביבת הענן Autodesk BIM Collaborate, וטכנולוגיה גיאוגרפית שמקושרת למודלים עם ArcGIS Enterprise.
באמצעות האקו סיסטם של אוטודסק כל בעלי העניין בפרויקט יכולים לעבוד עם מגוון טכנולוגיות ופתרונות תוכנה בסביבת ענן דיגיטלית משותפת. סביבת הנתונים המשותפת של האקו סיסטם חוסכת זמן ומספקת מידע ומאפשר למנהל הפרויקט ליצור, לנהל ולפתח מודל עסקי ייעודי לתשתיות רכבת.
- ביפן מזהים ומטפלים בהתנגשויות כבר בשלב התכנון – Revit ו-Navisworks של Autodesk הם כלים עוצמתיים ונפוצים להדמיית סוגי תשתית שונים, כמו תעלות אוורור, קווי חשמל וצינורות ניקוז באופן סטריאוסקופי ובחללים קטנים כמו מנהרות. באמצעות כלי תוכנה אלה הצליחו מהנדסי חברת שינקסיין (Shinkansen) – חברת הרכבות הגודלה ביפן לזהות עשרות מקרים של התנגשויות בין תשתיות במהלך תכנון פרויקט מנהרות Chuo Shinkansen ולתקנם כבר בשלב התכנון, עוד לפני תחילת התקנת התשתית בפועל.
ההחלטה לעבור לדיגיטציה נועדה להבטיח תכנון ותחזוקה עתידיים טובים יותר וכבר היום מבטלת את הצורך לחזור על תהליכי עבודה מורכבים ומאפשרת למהנדסי התכנון של החברה לתכנן יחד ביעילות וללא תקלות באמצעות מסך מחשב במשרד מבלי להגיע לאתר הבניה.
אומת ההייטק משתרכת מאחור
BIM, כמתודולוגיה וכטכנולוגיה, מהווה אבן יסוד למהפכת הטרנספורמציה הדיגיטלית בענף. אומנם בשנים האחרונות תחומי ה-BIM וההנדסה הדיגיטלית בתשתיות תפסו תאוצה בארץ, אך בפועל ישראל נמצאת בפער גדול מול מדינות אחרות בעולם מבחינת אימוץ טכנולוגיות ושיטות עבודה מתקדמות.
מזמיני עבודה רבים ברחבי העולם היום דורשים ליישם פרויקטים ב- BIM ובסביבת ענן כתנאי בסיסי מחייב ומתייחסים אל BIM וענן כגורם המוביל את הטרנספורמציה הדיגיטלית בארגונם.
היום כבר ברור שהמעבר לדיגיטציה משרת את כל הצדדים וההחזר העל השקעה בדיגיטציה מוכח מעבר לכל ספק הן בתכנון הן בביצוע והן בתפעול ואחזקה.
המוניטין של ישראל כמעצמה טכנולוגית אינו בא לידי ביטוי בתחום ההנדסה הדיגיטלית של תשתיות ואנחנו עדיין משתרכים מאחור. על מנת לשנות זאת ולמסד את הטרנספורמציה הדיגיטלית בתחום התשתיות גם בארץ חיוני שמזמיני עבודה כמו יזמים, קבלנים, גורמי ממשל ורשויות יפעלו מיידית ובנחישות ויכתיבו את הדרישות שיחייבו את הגורמים השונים בענף ליישם את המעבר לדיגיטציה גם בתחום התשתיות, כפי שנעשה במדינות רבות כמו אנגליה, יפן, טורקיה, אירלנד ועוד.
נערכים עתיד
לנוכח העלייה בהיקף אירועי מזג אוויר קשים שממשיכים לשבש את מערכי התשתיות ברחבי העולם והדרישה הגוברת להטמיע פרקטיקות של התנהלות מקיימת כדי לצמצם את השפעתם של פרוייקטי תשתית על הסביבה – תעשיית הרכבות העולמית נערכת לקראת עתיד בר-קיימא איכותי יותר ובניית תשתיות תחבורה עמידות יותר.
ארגונים רבים בתעשייה כבר מיישמים אסטרטגיית קיימות בפעילותן השוטפת ונוקטים בפעולות יזומות לצמצום פסולת, פליטת פחמן, פסולת וצריכת אנרגיה ולהפחתת טביעת הרגל הפחמנית, כחלק מרכזי באסטרטגיית הצמיחה העסקית שלהן.
גישה זו הכרחית במיוחד במדינות כמו ארה"ב בהן מערכי תשתית רבים שנבנו במחצית המאה ה-20 כבר מזמן עברו את "תאריך התפוגה" התכנוני שלהן ולא ברור כמה זמן הן עוד ימשיכו לפעול / להחזיק מעמד לנוכח הגידול באוכלוסייה ועומסי השימוש בהן.
המעבר לדיגיטציה והשימוש בטכנולוגיות דיגיטליות מהווים מפתח לבניית תשתיות רכבת חדשות ולשדרוג תשתיות רכבת קיימות באופן שיאפשר להן להמשיך להיות בטוחות ואמינות.
אחת הטכנולוגיות המרכזיות בטרנספורמציה הדיגיטלית היא פלטפורמת Autodesk Tandem שהינה פתרון תאומים דיגיטלי (Digital Twins) ליצירת העתק וירטואלי של פרויקט פיזי על בסיס נתונים ממקורות שונים כמו תוכנות סימולציה, חיישנים ונתונים מהעבר.
השימוש בפתרון התאום הדיגיטלי על גבי Autodesk Tandem מספק ייצוג עדכני של הפרויקט הפיזי בזמן אמת וע"י כך מאפשר לנטר ולשלוט מרחוק על נכסים ותהליכים פיזיים, כמו גם לנתח ולשפר ביצועים לאורך מחזור חיי הפרויקט.
כך למשל, באמצעות העתקים וירטואליים של מערכי רכבת ניתן לדמות תרחישים שונים, לבדוק אסטרטגיות אופטימיזציה שונות, לזהות ולטפל בבעיות פוטנציאליות טרם התרחשותן, לשפר את בקרת האיכות ולצמצם את הפסולת וצריכת האנרגיה וזאת מבלי להפריע לתהליכי התכנון, הבניה, התפעול והתחזוקה בפועל.
כך למשל, באמצעות העתקים וירטואליים של מערכי רכבת ניתן לדמות תרחישים שונים, לבדוק אסטרטגיות אופטימיזציה שונות, לזהות ולטפל בבעיות פוטנציאליות טרם התרחשותן, לשפר את בקרת האיכות ולצמצם את הפסולת וצריכת האנרגיה וזאת מבלי להפריע לתהליכי התכנון, הבניה, התפעול והתחזוקה בפועל.
עולים על הפסים עם הטרנספורמציה הדיגיטלית
ההשקעות הגלובליות כבר משקפות את הביקוש הגובר לרכבות ותשתיות תחבורה נוספות. ממשלות ברחבי העולם מתכננות ליצור רשתות תחבורה חדשות, להקים קווים חדשים ולעדכן קווים ישנים כדי לתמוך טוב יותר בצורכי החברה המודרנית.
ארצות הברית, למשל, החליטה להשקיע 1.4 מיליארד דולר ב- 70 פרויקטים לשיפור תשתית הרכבות ברחבי המדינה. הודו הקצתה 32.7 מיליארד דולר מהתקציב הלאומי שלה לנושא הרכבות והאיחוד האירופי מתכנן מענקים בהיקף של 25.8 מיליארד יורו למימון משותף של פרויקטים ברחבי המדינות החברות באיחוד, כולל רכבות מהירות.
פרוייקטי תשתית רחבי היקף כגון אלה מאתגרים מאוד לביצוע והמעבר להנדסה דיגיטלית בסביבת ענן מתוחכמת כבר אינו בבחינת מותרות אלא צו השעה. אמנם המעבר כרוך בתהליך מורכב אך על מנת לספק מענה לביקוש ולהישאר רלוונטיים באופן עקבי חיוני לשדרג את סביבת העבודה ולאמץ טרנספורמציה דיגיטלית באופן מלא.
טכנולוגיות CAD, BIM, ו-AI של אוטודסק, כגון Revit, Civil 3D ופלטפורמת Autodesk Construction Cloud (ACC) לתחומי הבנייה, התחבורה והתעשייה מספקות מענה מיטבי מקצה לקצה למגוון התהליכים שמאפיינים פרויקטים בתחומים אלה ומייעלות משמעותית את המעבר לדיגיטציה ואת העבודה בסביבה הדיגיטלית בהיבטי התכנון הניהול והביצוע.
אימוץ טכנולוגיות אלה מאפשר כבר היום לחברות ממשלתיות, ארגונים, קבלנים ויועצים בארץ ובעולם להתמודד טוב יותר עם המחסור בכוח אדם מיומן, לשלב פרקטיקות לשמירה על איכות הסביבה, לנהל נתונים ממגוון דיסציפלינות באזורי זמן שונים וכתוצאה מכך לזכות בפרויקטים וליישמם באופן יעיל וחכם תוך שמירה על מסגרת התקציב, לקצר לוחות זמנים, לצמצם סיכונים להעלות תפוקות ולחסוך בעלויות באופן משמעותי.
