İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİ Haluk ÖZCAN
Anabilim Dalı : Bilişim Anabilim Dalı Programı : Mimari Tasarımda Bilişim
HAZİRAN 2010
HAZİRAN 2010
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİ Haluk ÖZCAN
(523061017)
Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 7 Mayıs 2010 Tezin Savunulduğu Tarih : 8 Haziran 2010
Tez Danışmanı : Doç. Dr. Sinan Mert ŞENER (İTÜ) Diğer Jüri Üyeleri : Prof. Dr. Salih OFLUOĞLU (MSÜ)
Yrd. Doç. Dr. Yüksel Demir (İTÜ)
ÖNSÖZ
Tüm öğrenim hayatım boyunca fikirleri, desteği ve olumlu yaklaşımıyla bu tezin hazırlanmasına önemli katkı sağlayan, mesleki anlamda da kendisine büyük saygı duyduğum, tez danışmanım Doç. Dr. Sinan Mert Şener’e,
Akademik birikimi ve tecrübesiyle en yoğun zamanlarında bile vakit ayıran, kişiliği, bilgisi ve deneyimiyle beni her zaman en doğru biçimde yönlendiren Prof. Dr. Gülen Çağdaş’a,
Tezimi hazırlarken her zaman yanımda olduklarını hissettiren aileme,
Benden hiç bir yardımı ve desteği esirgemeyen, sabır ve anlayışlarıyla bana destek olan dostlarıma,
Teşekkür ederim.
İÇİNDEKİLER Sayfa ÖNSÖZ...v İÇİNDEKİLER ... vii KISALTMALAR ...ix ÇİZELGE LİSTESİ...xi
ŞEKİL LİSTESİ... xiii
ÖZET...xv
SUMMARY...xvii
1. GİRİŞ ...1
1.1 Araştırmanın Amacı ... 1
1.2 Araştırmanın Kapsamı ... 2
1.3 Araştırmanın Yöntem ve Sınırları ... 2
2. BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM ...5
2.1 Bilgisayar Destekli Tasarım... 5
2.2 Bilgisayar Destekli Tasarım Yazılımları ... 6
2.3 Dünya Pazarında Bulunan BDT Yazılımları ... 6
2.4 Bilgisayar Destekli Tasarımın Gelişim Süreci... 7
2.5 Mimarlıkta Bilgisayarın Kullanımı ...11
2.6 Bilgisayar Ortamında Mimari Tasarıma Geçiş ...13
2.7 Mimarlıkta Bilgisayar Kullanım Aşamaları...14
2.8 Bilgisayar Destekli Tasarımın Mimarlıkta Kullanımı...15
3. YAPI BİLGİ SİSTEMLERİ ...17
3.1 Yapı Bilgi Sistemi ...17
3.2 Geleneksel Yöntemlerden Yapı Bilgi Sistemine Geçiş...19
3.3 Yapı Bilgi Sisteminin Gelişim Süreci ...20
3.3.1 SSHA Konut Sistemi ...21
3.3.1.1 Kat planı tasarım sistemi 21 3.3.1.2 Vaziyet planlama sistemi 23 3.3.2 OXSYS Modeli ...24
3.3.3 GLIDE-II ve CAEADS...29
3.3.3.1 GLIDE-II 29 3.3.3.2 CAEADS 32 3.4 Yapı Bilgi Sistemlerinin Genel Özellikleri...35
3.5 Veri Standartları ...36 3.5.1 IGES ...38 3.5.1.1 IGES’in tanımı 38 3.5.1.2 IGES’in gelişimi 39 3.5.1.3 IGES’in yapısı 40 3.5.2 STEP...41 3.5.2.1 STEP’in tanımı 41 3.5.2.2 STEP’in gelişimi 42 3.5.2.3 STEP’in yapısı 42 3.6 İnşaat Endüstrisinde Veri Standartları ve Önemi...43
3.6.1 YBS’de Veri Değişimi ... 44
3.6.2 YBS’de Veri Standardı ve IFC ... 45
3.6.2.1 IFC standartları 46 3.6.2.2 IFC’nin yapısı 47 3.6.2.3 IFC destekleyen yazılımlar 48 3.7 Yapı Bilgi Sistemleri’nin Sağladığı Avantajlar ... 49
3.8 Yapı Bilgi Sistemleri’nin Kullanımı ... 51
3.9 Yapı Bilgi Sistemlerinin Önemi ve Geleceği ... 57
3.10 YBS ve Sürdürülebilir Tasarım ... 59
4. YBS TABANLI TASARIM... 61
4.1 YBS Tabanlı Tasarım Araçları ... 61
4.1.1 Autodesk Revit Architecture ... 62
4.1.2 Graphisoft ArchiCAD ... 63
4.1.3 Nemetschek Allpan ... 65
4.2 YBS ile Bir Proje Örneği: Flint Global V6 Motor Fabrikası Ek Yapısı [24]... 68
4.2.1 Proje ve Proje Grubu ... 69
4.2.2 Tasarım Süreci ... 71
4.2.3 İnşaat Süreci ve Proje Yönetimi ... 74
4.2.4 Deneyime Ait Sonuçlar ... 74
4.3 YBS Tabanlı Tasarım Konusunda Bir Anket Çalışması... 76
4.3.1 Anket Çalışmasının Amacı... 77
4.3.2 Anket Çalışmasının Yöntemi... 78
4.3.3 Sonuçlar... 78 4.3.4 Değerlendirme ... 83 5. SONUÇ VE ÖNERİLER... 85 5.1 Sonuçların Değerlendirilmesi ... 85 KAYNAKLAR... 89 EKLER ... 93
KISALTMALAR
YBS : Yapı Bilgi Sistemi
BIM : Building Information Modeling BDT : Bilgisayar Destekli Tasarım CAD : Computer Aided Design ICG : Interactive Computer Graphics CADD : Computer Aided Design-Drafting
ENIAC : Electronic Numerical Integrator and Computer
NC : Numeric Control
MIT : Massachusetts Institute of Technology APT : Automatically Programmed Tools DAC : Design Augmented by Computer CNC : Computerized Numerical Control DNC : Direct Numerical Control
FMS : Flexible Manufacturing System BDÜ : Bilgisayar Destekli Üretim PC : Programmable Control PLC : Programmable Logic Control GUI : Graphic User Interface
SSHA : Scottish Speacial Housing Authority CUA : Cambridge Uygulamalı Araştırmalar GLIDE : Graphical Language for Interactive Design
CAEADS : Computer Aided Engineering and Architectural Design System USACE : United States Army Corps of Engineers
NIST : National Institute of Standarts and Technology VDAFS : Verband der Automobilindustrie Flachenschnittstelle IGES : Initial Graphics Exchange Specification
ISO : International Organization for Standarts
STEP : Standart for the Exchange of Product Model Data AP : Application Protocol
AIA : American Institute of Architects
IAI : International Alliance for Interoperability NIBS : National Institute of Building Sciences NCS : National Cad Standarts
XML : Extensible Markup Language DXF : Drawing Exchange Format HTML : HyperText Markup Language IFC : Industry Foundation Classes CIS : CIMsteel Integration Standart GSA : General Services Administration
WCED : World Commission on Environment and Development IUCN : International Union for Conservation of Nature
UNEP : United Nations Environment Programme WWF : World Wide Fund for Nature
LEED : The Leadership in Energy and Environmental Design ODBC : Open Database Connectivity
MEP : Mechanical, Electrical and Plumbing PDF : Portable Document Format
ÇİZELGE LİSTESİ
Sayfa
Çizelge 2.1 : CAD yazılımlarının uzmanlık alanlarına göre dilimleri ...16
Çizelge 4.1 : Verilen eğitimin kapsamının değerlendirilmesi……….…………....79
Çizelge 4.2 : YBS özelliklerinin değerlendirilmesi …………..80
ŞEKİL LİSTESİ
Sayfa
Şekil 2.1 : Ivan Sutherland’in Sketchpad Uygulaması...9
Şekil 3.1 : SSHA Sembolleri ve Kat Planı Örneği...22
Şekil 3.2 : SSHA Yapı Modelinin Soyut Temsili ...23
Şekil 3.3 : Sistem Tarafından Üretilen Bir Vaziyet Planı...24
Şekil 3.4 : OXSYS’de Kullanılan Üç Ayrı Nesnenin Farklı Geometrileri...26
Şekil 3.5 : Kolon Yerlerine Göre Otomatik Çelik İşleri Seçimi ...27
Şekil 3.6 : Sistem Tarafından Üretilen A-A ve B-B Kesitleri ...28
Şekil 3.7 : Glide Tarafından Üretilen Üç Boyutlu Yapı Modeli ...30
Şekil 3.8 : Glide-II Alternatif Grafiği...31
Şekil 3.9 : CAEADS Projesi İçin Basit Bir Çerçeve Yapısı ...32
Şekil 3.10 : CAEADS Yapı Model Şeması ...33
Şekil 3.11 : CAEADS Sistemi Kullanıcı Mimarisi Genel Şeması...34
Şekil 3.12 : Yapı Bilgi Sistemi Süreci...37
Şekil 3.13 : AutoCAD 2010 İçin IGES Aktarım Birimleri ...39
Şekil 3.14 : AutoCAD 2010 İçin STEP Aktarım Birimleri ...42
Şekil 3.15 : Yapı Bilgi Sistemi...50
Şekil 3.16 : Kuzey Amerika’da YBS Kullanımı...52
Şekil 3.17 : YBS Kullanımında Artış ...52
Şekil 3.18 : YBS’nin Algılanan Değeri ...53
Şekil 3.19 : YBS Kullanımının Projenin Değerine Katkısı ...54
Şekil 3.20 : 5 Yıl İçinde YBS’nin Önem Artış Öngörüsü ...54
Şekil 3.21 : YBS Analiz Araçlarının Kullanımı ...55
Şekil 3.22 : En Çok Değer Sağyalayan YBS Faydaları...56
Şekil 3.23 : Aşamalara Göre YBS’nin Değeri ...56
Şekil 3.24 : Yeşil Proje Uygulamalarına Katılım...59
Şekil 4.1 : Mimari Elemanların Modellenmesi…...…………..…………..………....61
Şekil 4.2 : Revit Arayüzü…………62
Şekil 4.3 : ArchiCAD Arayüzü……….….64
Şekil 4.4 : Allplan Arayüzü …..………...…..66
Şekil 4.5 : YBS Araçlarına Dair Farkındalık……………...68
Şekil 4.6 : Flint Motor Fabrikası Ek Binası……………….71
Şekil 4.7 : Flint Motor Fabrikası Ek Binası Proje Üretim Süreci……….…73
Şekil 4.8 : Yazılıma Dair Deneyimlenen Eksiklikler………...…82
Şekil 4.9 : Bundan Sonraki Çalışmalarda YBS Kullanımına Dair Yanıtlar…………..82
Şekil A.1 : Anket Föyü Sayfa 1 ...95
Şekil A.2 : Anket Föyü Sayfa 2 ...96
Şekil A.3 : Anket Föyü Sayfa 3 ...97
Şekil A.4 : Anket Föyü Sayfa 4 ...98
Şekil B.1 : 3, 4 ve 5. Sorulara Verilen Yanıtların Yüzdelik Dilimleri ...99
YAPI BİLGİ SİSTEMLERİ VE MİMARLIKTAKİ YERİ ÖZET
Bu çalışma, mimarlık üretim süreçlerinde geleneksel bilgisayar destekli tasarım yöntemlerinden yapı bilgi sistemine geçiş evresinde, temel tasarım aşamasında deneyimlenen uyum sürecinin ve tespit edilen eksikliklerin ortaya koyulması amacıyla yapılmıştır.
İlk bölümde çalışmanın amacı, kapsamı, yöntemi ve sınırlarını belirtmek üzere genel bir giriş yapılmıştır.
İkinci bölümde bilgisayar destekli tasarım yazılımları hakkında genel bilgi ve tarihçesine değinilerek, kullanımlarına göre gruplandırılması açıklanmış, geleneksel yöntemlerden bilgisayar destekli tasarıma geçiş aşamaları incelenmiştir. Bu bölümde değişen araçların mesleki anlamda yarattığı etkiler ve ortaya çıkardığı yeni imkânlar tartışılmıştır.
Üçüncü bölümde, öncü sayılabilecek yapı bilgi sistemi tabanlı yazılımlar anlatılarak gelişme süreçleri açık bir şekilde ortaya konulmuştur. Ayrıca genel anlamda BDT yazılımları ve özelde YBS yazılımlarının birlikte işlerliği için yapılan veri standardı çalışmalarına yer verilmiştir. Devamında yapı bilgi sistemlerinin mantığı, işleyiş yöntemi, özellikleri, sağladığı yararlar ve mimarlıktaki yeri incelenmiş, gelecekteki rolü üzerine tespitlerde bulunulmuştur.
Dördüncü bölümde öncelikle yaygın olarak kullanılan yapı bilgi sistemi tabanlı yazılımlar incelenmiş, kullanıcılara sunduğu özellikler maddeler halinde sıralanmıştır. Ardından YBS kullanılarak uygulanan bir proje örneği ele alınarak elde proje üretim sürecinin nasıl şekillendiği açıklanmıştır. Daha sonra aldıkları YBS eğitiminin ardından tasarım ürünleri ortaya koyan İTÜ Mimari Tasarımda Bilişim Yüksek Lisans Programı öğrencilerine anket çalışması uygulanarak temel tasarım aşamasında YBS yazılımının sürece kattığı değerler ve deneyimlenen eksikliklere dair tespitlerde bulunulmuştur.
Son bölümde ise çalışmanın değerlendirilmesi yapılarak, temel tasarım aşamasında yapı bilgi sistemlerinin kullanımında yaşanan deneyimden elde edilen sonuçlara yönelik tespitler yapılarak, sistemin geliştirilmesine dair önerilerde bulunulmuştur.
BUILDING INFORMATION MODELING AND ITS POSITION IN ARCHITECTURE
SUMMARY
This study aims to examine the adaptation process and the incapabilities by means of basic architectural design while experiencing the transition between conventional computer aided design method and building information system.
In the first chapter, general introduction is made as a definition for aims and scope of the study with methods and limits of the study.
In chapter two, general information about computer-aided design programs, a short history and grouping of softwares due to usage are all explained, then progress of the transition from traditional production tools to computer aided design are added. In this part, the impacts of this change in architecture and new potentials are discussed. In chapter three, the features of some predecessor BIM applications explained and the progress experienced are stated. Besides, data standardization efforts which leads to interoperability between CAD or BIM applications are added. Afterwards, the general logic of building information modeling; methodology, features of BIM, advantages and the implementation of this tool in architecture are studied and estimation for the future are stated.
Chapter Four issues extensively used building information modeling softwares and their features are listed. Then after a building construction implemented by using BIM is explained and the project delivery process is examined. Then after, a survey study is conducted to ITU Architecture Design Computing Programme postgraduate students in order to investigate the contributions and the deficiencies of BIM in basic design phase.
Last chapter implies the evaluation of the study and the circumstances experienced during the basic design process by using BIM method. Also an evaluation about the results are made and the suggestions to improve the system are added.
1. GİRİŞ
1.1 Araştırmanın Amacı
Yapı bilgi sistemi (YBS) metodolojisi, temel tasarımdan, karar verme süreçlerine; detayların oluşturulmasından, inşaat planlamasına kadar; alışılageldik birçok sürecin yeniden tanımlanmasına yol açarken, sunduğu imkanlar neticesinde tasarımcılara, mühendislere, mal sahiplerine çok çeşitli denetleme ve düzenleme araçlarıyla, daha kesin öngörüye sahip bir biçimde süreci işletme imkanı sunmaktadır.
Günümüzde bilgisayar destekli tasarım araçları tüm yapı endüstrisinin kullandığı ve proje süreçlerine doğrudan etkiyen bir yöntemdir. Sürekli olarak gelişen teknoloji sayesinde bu araçlar çeşitlenerek gelişmekte ve yapı profesyonellerine farklı çözümler sunmaktadırlar. Bu gelişimin son ürünlerinden olan yapı bilgi sistemleri kapsamında inşaat süreçlerinin yeniden tarif edilerek düzenlenmesi, iş verimliliğinin artırılması, maliyetlerin aşağı çekilebilir ve öngörülebilir olması, yüksek kontrol ve koordinasyon sağlaması gibi birçok özellikle karşımıza çıkmaktadır. Tasarım ve belgeme aşamalarında ciddi bir zaman kazancı sunarak mimarların işini kolaylaştırma iddiasındadır.
Mevcut çalışmanın amacı, geleneksel bilgisayar destekli tasarım yöntemlerinden yapı bilgi sistemine geçiş sürecinde temel tasarım aşamasında deneyimlenen uyum sürecinin ve görülen eksikliklerin tespit edilmesidir. Bunun için YBS eğitimi alan yüksek lisans mimarlık öğrencilerine uygulanan anket sonuçlarından faydalanılarak, YBS’nin temel tasarım aşamasında ne kadar etkili ve yeterli olduğuna dair sorgulamada bulunulmaktadır. Bu çalışmada yapı bilgi sisteminin sağladığı faydalara dair bir araştırma ortaya koyarak, mimarlık uygulamasına yansımalarının değerlendirilmesinde çalışılmıştır.
Ayrıca çalışma sonucunda YBS mantığının anlaşılarak ortaya koyduğu avantajların daha açık bir şekilde görülerek, teknolojinin gelişimine dair tespit ve önerilerde bulunulmuştur.
1.2 Araştırmanın Kapsamı
Araştırma kapsamında öncelikle bilgisayar destekli tasarım teknolojisinin gelişimi ele alınmış, yapı bilgi sistemlerine kadar geçilen dönemler ve sorunlar anlatılarak günümüze kadar gelen süreç işlenmiştir. Bilgisayar destekli tasarımın geldiği noktada yapı bilgi sistemleri incelenmiş ve bu yöntemin kullanıcılara sağladığı faydalar incelenerek değerlendirilmiştir. Bu model kullanılarak üretilen projelerde tasarım ve uygulama aşamalarında sağlanan kazanımlar ortaya konulmuş ve konuyla ilgili bir proje örneğine yer verilmiştir. YBS’nin sağladığı imkânlar ve özellikler ortaya konularak yapı endüstrisinde kullanımına ve yaygınlığına dair Amerika’da uygulanan anket verileri paylaşılmıştır.
Bunun yanı sıra İstanbul Teknik Üniversitesi, Mimari Tasarımda Bilişim Yüksek Lisans Programı kapsamında programa kayıtlı öğrencilere 2009-2010 güz yarıyılında Doç.Dr. Sinan Mert Şener’in gözetmenliğinde GrafCAD’a bağlı iki profesyonel eğitmen tarafından bir YBS yazılımı olan Revit Architecture 2010 dersleri verilmiştir. Bu çalışmanın kapsamında ise verilen bu eğitim sonucunda eğitim sürecini ve yapı bilgi sisteminin kullanımına dair değerlendirmelerin ortaya konulduğu bir anket çalışması yapılmıştır. Sorular, yapı bilgi sisteminin mantığının, araçlarının, tanımladığı yeni tasarım süreçlerinin ve yeterliliğinin sorgulanmasına yönelik seçilmiş ve eğitimi alan öğrencilere uygulanmıştır.
1.3 Araştırmanın Yöntem ve Sınırları
Bu çalışmada öncelikle bilgisayar destekli tasarımının gelişiminden başlanarak geleneksel yöntemlerden günümüze kadar gelinen süreç özetlenmiş, önemli gelişmelere değinilerek temel tanımlar ve kavramlar ortaya konulmuştur. Daha sonra yapı bilgi sistemi’nin tanımı yapılarak işleyişine dair veriler paylaşılmıştır. Bu sistemin temel işleyiş biçimi ve çalışma yöntemine dair açıklamalara yer verilmiştir. Yapı bilgi sistemlerinin ortaya çıkışıyla, önemli ve ön açıcı olduğu düşünülen yazılım örneklerine yer verilmiştir. Daha sonra YBS mantığının önemli bir yönünü oluşturan zengin veri yapısı ve bunun sağlıklı bir şekilde paylaşımı için yapılmış olan veri standardı çalışmalarına değinilmiştir.
YBS’nin sağladığı faydalar ve inşaat sürecinde getirdiği avantajlar detaylı olarak ortaya konulmuş ve bu faydaları desteklemek adına 2008 ve 2009 yıllarında McGraw-Hill firmasının yapmış olduğu YBS anket sonuçlarından faydalanılmıştır. Bu anketlerden çıkan sonuçlar değerlendirilerek ve bilgisayar destekli tasarım süreçlerindeki ilerleme de göz önünde bulundurularak, YBS’ile ilgili öngörülere yer verilmiştir. Daha sonraki aşamada mimarlık yüksek lisans öğrencilerine, yapı bilgi sisteminin kullanımına yönelik uygulanan anket çalışması değerlendirilerek mimarlık pratiğinde bu teknolojinin ne kadar etkili ve kullanılabilir bir araç olduğunun sorgulanması yapılmıştır.
2. BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM
2.1 Bilgisayar Destekli Tasarım
Bilgisayar destekli tasarım (BDT) veya CAD (Computer Aided Design) olarak bilinen sistemlerin temel yapısı, etkileşimli bilgisayar grafik (ICG - Interactive Computer Graphics) sistemi temeline dayanmaktadır. Bu sistemlerde tasarımcı aynı zamanda kullanıcıdır. Çeşitli veri girişlerinde bulunup bilgisayara komutlar vererek çok çeşitli görüntü ve çıktı meydana getirilmesini sağlanır [1].
Bilgisayarlar aracılığıyla tasarım ve proje süreçleri dâhilinde disiplinler arası iletişim sağlanır. Böylelikle mimari, statik, elektrik, mekanik, gibi farklı çalışma pratikleri arasında bilgi alışverişi sağlanarak koordinasyon arttırılır. Bilgisayar destekli tasarımın faydalarından biri de tasarımın 3 boyutlu olarak işlenip değerlendirilebilme imkânı tanımasıdır. Bu sayede iş gücünün doğru kullanımına bağlı olarak zaman açısından da en doğru planlama ve uygulama gerçekleştirilebilir. Bilgisayar destekli tasarım;
Daha hızlı tasarım ve daha hızlı üretim, Yüksek kaliteli işler,
Daha ekonomik sonuçlar, sağlayarak sağlayarak tasarımcıya destek olur. Tasarlanan işin 3 boyutlu olmasından da kaynaklanarak tasarımcılar fikirlerini 2 boyutlu anlatmaya çalışmaktansa, çeşitli bilgisayar destekli tasarım araçları kullanarak 3 boyutlu olarak modellemeyi tercih etmektedirler. Günümüz teknolojilerinin ulaştığı nokta da göz önünde bulundurularak, tasarımcıların üretim aşamalarına geçmeden önce kullanılacak malzemesi, boyutları, geometrisi, ortaya çıkaracağı etkileri, mekân ve yapıların oluşturacağı ortam açısından gerçeğiyle örtüşen modeller üretmekte ve değerlendirmelerini bu sonuçlara göre yapmaktadırlar. Bütün bu imkânlar, bilgisayar destekli tasarımın bir ürünü olarak ortaya çıkmış ve kullanıcılara sunulmuşturor.
2.2 Bilgisayar Destekli Tasarım Yazılımları
Bilgisayar destekli tasarım teknik ortamlarda, bilgisayar destekli çizimi (CADD - Computer Aided Design & Drafting) de beraberinde getirmektedir. Geleneksel yöntemlerle yapılan el çizimlerinin bilgisayar ortamında yapılması olarak tanımlanabilen bu kavram, bilgisayar destekli tasarımla iç içe geçmiştir. Bir BDT sistemi aslında objelerin, yapıların üç boyutlu geometrik modellerini yaratmak, çizimlerin yapımını otomatikleştirmek, ürünleri analiz etmek ve çözümlemek, ısı transfer hesaplamalarını yapmak, sistemlerin dinamik tepkilerini ölçmek, uygulanacak tasarımları programlamak vb. gibi işlemler için kullanılmaktadır [2]. Bilgisayar destekli tasarım yazılımları sağladığı imkânlarla kullanıcıların çizimlerini koruyup saklayabilmeleri, çıktılarını alabilmeleri gibi belirli işleri otomatik olarak gerçekleştirip, tasarımlarını çeşitli arayüzlerle sunabilme şansı tanımaktadır. Bunun yanı sıra içerdiği çeşitli araçlarla birçok işlemin projelere otomatik olarak uygulanmasını sağlar [3].
Ayrıca BDT yazılımları, ürettikleri bilgileri diğer BDT yazılımlarıyla paylaşıp farklı araçları tasarım sürecine dâhil edebilirler. Birçok yazılım şirketi de bu yazılımlar arası veri aktarımı üzerinde çalışmakta ve kendi yazılımlarını taleplere göre şekillendirmektedirler [4]. Şirketler, farklı dil seçenekleri, yazılım destek hizmetleri, kullanıcılar tarafından ek yazılımların teşviki gibi birçok konuda hizmet sağlayarak ürünlerinin kullanımını ve yaygınlığını arttırmaya çalışmaktadırlar.
2.3 Dünya Pazarında Bulunan BDT Yazılımları
BDT yazılımlarının kullanımı oldukça yaygınlaşmış mimarlık, inşaat, grafik tasarım, iç mimarlık, otomobil tasarımı, makine tasarımı, haritacılık, çevre mühendisliği vb. gibi pek çok alana dağılmıştır.
BDT yazılımlarının sayısı gün geçtikçe artmakla beraber, çok çeşitli uzmanlık seviyeleri için kullanıcılara sunulmaktadır. En basit çizim yazılımlarından veritabanıyla çalışan karmaşık sistemlere kadar geniş bir ürün yelpazesi bulunmaktadır. Çeşitli ihtiyaçlara karşılık vermesi için oluşturulan bu yazılımlar kullanım şekilleri itibariyle 3 ana başlıkta incelenebilir.
Birinci grup yazılımlar “low-end programs” olarak adlandırılanlardır. Düşük fiyatlarıyla daha fazla insana ulaşması mümkündür. Temel çizim işlerinin yapılabildiği, çok karmaşık işlemlere imkân vermeyen yazılımlardır.
İkinci grup yazılımlar “mid-range software” olarak adlandırılan, fiyatları orta seviyede kabul edilen yazılımlardır. Birçok mimarlık, mühendislik ve tasarım firmasının kullandığı, sağladığı çeşitli araçlarla karmaşık çizimlere olanak sağlayan yazılımlar bu gruba dâhildir. İleri seviye çizim teknikleri, üç boyutlu modelleme, temel veritabanından faydalanma, ölçülendirme gibi otomatik araçlar içermektedirler.
Üçüncü grup yazılımlar ise “high-end programs” olarak adlandırılan özel çözümlere yönelik ürünlerdir. Yüksek fiyatları ile ön plana çıkan bu tip yazılımlar, şirketlerin kendi özel ihtiyaçlarına yönelik olarak hazırlanırlar [3].
Farklı disiplinler için çeşitli bilgisayar destekli tasarım yazılımları bulunmakla beraber en yaygın olarak kullanılan yazılım Autodesk firmasına ait olan AutoCAD yazılımıdır. Mimarlık, makine mühendisliği, inşaat endüstrisinde ve teknik çizimlerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan bu yazılım, içeriğindeki “dxf” ve “dwg” dosya formatlarının zamanla standartlaşmasıyla diğer yazılımların da ortak veri ortamı olarak kabul ettiği bir yazılım haline gelmiştir [5].
2.4 Bilgisayar Destekli Tasarımın Gelişim Süreci
Tasarımda ve üretim aşamalarında bilgisayarların kullanımı 1940’lı yılların ortalarına tekabül eder. 1946’da ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) ve daha sonra peşi sıra üretilen bilgisayarların ortaya çıktığı yıllarda NC (Numeric Control – Sayısal Denetim) yazılımları, grafik özelliğinden bağımsız bir şekilde toplu işlemlerin yapılmasında kullanımaktaydı. 1950’li yıllarda ABD Hava Kuvvetleri’nin MIT’de (Massachusetts Institute of Technology) yaptırdığı araştırmada ilk kec NC freze tezgâhı geliştirilerek kullanılmıştır. Sonraki yıllarda NC tezgâhları ve çizim makineleri, özellikle uçak sanayinde karmaşık parçaların tasarlanıp üretilmesinde kullanılmaya başlanmıştır. 1955-1959 yılları arası MIT’de gerçekleştirilen ve ilk yüksek düzeyli NC programlama dili olan APT (Automatically Programmed Tools)'un geliştirilmesiyle sonuçlanan çalışmalar sırasında ilk kez Computer Aided Design (CAD) kavramı ortaya atılmıştır [6]. Konumlama ve sürekli
yörüngeleme programı düzenlenmesinde kullanılan APT, CNC (Computerized Numerical Control) yapısının da temelini oluşturur.
1950’lerden sonra bilgisayarın ticari önem kazanmasıyla konu üzerine birçok çalışma ortaya çıkmıştır. Bunlardan CAD iş istasyonu adı verilen makine, grafik girdi aracı ve çok pencereli görüntü sayesine üç boyutlu görüntü elde edilmesini sağlamıştır [7]. Günümüzde bilgisayar destekli tasarımın temelleri o zamanlarda atılmış ve grafik temsile dair sorular ortaya çıkmaya başlamıştır.
Çizgi, yay, daire gibi temel çizgi ve şekillerden, daha karmaşık eğrili geometrilerin oluşturulmasına; gösterimler, ölçüler, çizgi biçimleri, kalınlıkları gibi çeşitli geometri ve özelliklerin nasıl ortaya çıkarılacağına dair birçok soruya cevap aranmıştır. Zaman içerisinde yapılan çalışmalarla cavaplar bulunmuş ve farklı çözümler ticari olarak da kullanıcıların hizmetine sunulmuştur [8].
1963’te Ivan E. Sutherland tarafından MIT’de hazırlanan doktora tezinde yer alan “Sketchpad” adlı sistemde görüntünün sürekli olarak yeniden üretilmesiyle etkileşimli çalışma imkânı ortaya koyuldu (Şekil 2.1). Bu çalışma, bilgisayar destekli tasarımının başlangıcı olarak değerlendirilmiş ve bilgisayarlı grafik modellerinin temellerini oluşturmuştur. Sutherland’ın geliştirdiği modelde ışıklı bir kalemle ekrana doğrudan çizim yapabilmek mümkündür. Sketchpad yazılımında nesne yönelimli programlama (object-oriented programming) ve ikon sistemi kullanılmaktadır. T. Johnson’ın aynı yıl içerisinde hazırladığı çalışması ise Sketchpad’in üç boyutlu hale getirilmesi üzerineydi. Bununla birlikte IBM firması da otomobil tasarımında kullanılacak DAC-1 (Design Augmented by Computer) adlı büyük ağ (mainframe) bilgisayarlarında çalışan bir sistem geliştirmiştir. Bu çalışma çeşitli konferanslarda işlenerek 1960’lı yıllarından sonlarında birçok interaktif BDT sisteminin oluşturulmasına öncülük etmiştir. Bu sayede bilgisayar destekli tasarım elektrik, kimya ve mühendislik alanlarına yayılarak nihayetinde mimarlığa da nüfus etmiştir [9].
1960’lı yılların sonlarına doğru donanım ve yazılım alanlarında yaşanan gelişmeler önemli bir aşama olarak değerlendirilebilir. Mikrobilgisayarlar (1964) ve dağınık işlem, daha uygun fiyatlara çekilen bellekli ekranlar üretiminde CNC (Computerized numerical Control), DNC (Direct Numerical Control) ve esnek üretim sistemler FMS (Flexible Manufacturing System); yazımda aygıttan bağımsız ilk grafik görüntü
sistemi (1966), analitik olmayan yüzeylerin programlanması (1967), ayrıca ABD'de ICES (Integrated Civil Engineering system, 1965) projesi, GM, Lockheed, McDonnell Douglas, Boeing gibi firmaların geliştirdiği CADD, PADL, AYNTHAVISION, GMSOLID, Japonya'da TIPS–1, GEOMAP, İngiltere'de Romulus gibi sistemler ortaya çıkmıştır [2].
Şekil 2.1 : Ivan Sutherland’in Sketchpad Uygulaması
Fakat özellikle donanımın pahalı olması, piyasa yazılımı bulunmaması, BDT/BDÜ sistemlerinin kullanımının mühendislik alanıyla sınırlı kalmasına yol açmıştır. 1970’li yıllarda tüm dünyada 50 kadar şirket karmaşık yüzeylerin tasarımı ve NC tezgâhlarında üretilmesinde bilgisayar destekli tasarım sistemlerini kullanmaktaydı [10].
1970’li yıllara gelindiğinde ikinci nesil BDT sistemlerinin geliştirilmesiyle 16 bit’lik depolama kapasiteli bilgisayarlar kullanılmaya başlanmıştır [11]. Bu dönemde ilk mikroişlemciler (Intel, 1971), üretimde programlanabilir denetim aygıtları (PC Programmable veya PLC - Programmable Logic Control) ve ilk anahtar teslim BDT sistemi (Computervision, 1971) geliştirilmiştir [2]. Bu tip sistemlerin maliyeti mini bilgisayarlar, bellek grafik ekran ve bağımsız yazılımdan oluştuğundan çok da düşük seviyedeydi. Mevcut yazılım kimi zaman sınırlı üç boyutlu tel kafes görüntüleme özelliğine sahip çizime yönelikti. Gelişen sistemlerle beraber BDT ile ilgili birçok
araştırma ve konferans düzenlenmiştir. Artan teknik imkân ve ucuzlayan donanım rağmen BDT kullanımının zorluğu, kullanıcı sayısının kısıtlı kalmasına yol açmıştır. Yine de İngiltere’de özel sektör ikinci nesil BDT teknolojisinden oldukça faydalanmıştır [11].
Bilgisayar destekli tasarım sistemlerinin tam olarak yaygınlaşması 1980’li yılların ortalarını bulmuştur. Bu dönemde 32 bit’lik süper mini bilgisayarların geliştirilmesiyle üçüncü nesil ürünler ortaya konmuştur. Görüntü depolama tüplerinin yerine yüksek çözünürlüklü ızgara sistemi kullanılmaya başlanmıştır. Vektör tüplü monitörlerden raster tüplü monitörlere geçiş, çözünürlüğün artmasını beraberinde getirerek net bir görüntünün renkli olarak kullanılmasını sağlamıştır [7].
Daha sonraları BDT sistemleri büyük, mini veya mikrobilgisayarlar ile renkli, renksiz ekranlar üzerine kurulabilmeye başlandı [10]. İçerik olarak çok daha fazla araç sağlayan BDT yazılımları geliştirilmiş, kullanıma dair güçlü bir destek sağlanmıştır. Bu dönemde Macintosh, fare ve pencere sistemli bir ara yüz sistemi, grafik kullanıcı arayüzü (GUI - Graphic User lnterface) geliştirmiştir. VersaCAD ve CADkey gibi yazılımlar bilgisayar destekli tasarım pazarında ciddi bir yer doldurmuştur. Daha sonraları ortaya çıkan AutoCAD adlı sistem, sunulduğu dönemden itibaren hızlı bir şekilde kabul görüp yaygınlaşmıştır. 1982’de ortaya çıkan “BDT yazılım pazarı”, 1989’a gelindiğinde 200 bin lisanslı kullanıcının bulunduğu, büyük bir hacme kavuşmuştur. BDT sistemi yalnızca büyük şirketlerde değil, küçük ofislerde de kullanım alanı bulmuştur [7].
Önemli bir gelişme olarak ortaya çıkan PC (Personal Computer)’ler, dördüncü nesil bilgisayar destekli tasarımın etkisini ortaya çıkarmıştır. Bu dönemde kullanılan kişisel bilgisayarlar çok büyük işlem kapasitesine sahip olmasa da ucuz ve ulaşılabilirdiler. Sonraki nesilde yeni teknolojilerin kullanımıyla da BDT’nin ilerleyişi devam etmiştir. Yazılımın endüstrisinin yönelimi çoğunlukla iş istasyonlarına doğruydu ve yeni yazılım olanakları bu çerçevede değerlendirilmekteydi. Hesaplama gücü ve grafik performansıyla iş istasyonları daha geniş bir alana yayıldı. Bunların ilki Carnegie Mellon Üniversitesi mezunları tarafından üretilen ve “three rivers perq” olarak bilinen iş istasyonu bilgisayarıdır. Bu çalışma sınırlı bir kullanıcı kitlesiyle kısıtlı kalsa daha sonraları 1980’de “Apollo İş İstasyonu” ve 1982’de üretilen “Suns” çok daha geniş bir kullanıcı kütlesine ulaşmayı başarmıştır. Yine aynı dönemde MIT’de yerleşke dâhilinde hizmet veren
“Athena İş İstasyonu” kurulmuştur. 80’li yıllarda düşen fiyatlar ve artan performanslarıyla iş istasyonları hızla gelişmiştir [7]. Autodesk firmasının BDT yazılımı AutoCAD’in yeni sürümlerinin de geliştirilmesini, DesignCAD, Graphisoft ArchiCAD, Bentley Systems’den Microstation Triforma, Surfware SurfCAM gibi yazılımlar ve yeni sürümleri izlemiştir [12].
Sunulan bu ürünler, karmaşık çizim ve modellemelere imkân tanıyarak kullanıcıların pek çok ihtiyacını karşılamıştır. Bütün bu süreç boyunca bilgisayar destekli tasarım 2 boyutlu basit çizimler olarak başlamış, üç boyutlu modellemeyle devam etmiş, yüzey, renk ve dokunun da katılmasıyla iyice zenginleşmiştir. Katı modellerin ardından hareketli görselleştirme işlemleri yaygınlık kazanmış ve nihayetinde uzman sistemler gibi yapay zekâ kullanan, güçlü bir veritabanıyla çalışan yüksek koordinasyonlu modellere kadar varmıştır. Son olarak sanal gerçeklik teknolojisinin de eklenmesiyle içinde dolaşılabilen, hissedilebilen, özellikleri algılanabilen sistemlere kadar ulaşılmıştır.
Gelişimini sürdürmekte olan BDT teknolojisi mimarlık alanında da güçlü yazılımlarla yapım süreçlerine dahil olmaktadır. Teknik çizimlerin oluşturulmasından, katı modellemeye; inşaat planlamasından, bilgi sistemlerine kadar birçok konuda kullanıcılarına alternatifler sunulmaktadır. Mimarlığın ve inşaat süreçlerinin bir ve ya birden çok alanında bilgi akışının en doğru ve pratik bir biçimde yapılması için yeni sistemlerin geliştirilmesi ve birbirine eklemlenmesi de söz konusudur.
2.5 Mimarlıkta Bilgisayarın Kullanımı
Mimar, tasarım süreci boyunca aklındaki fikir ve düşünceleri, geliştirdiği kavram ve görüşleri kâğıda döküp görselleştirebilmek, oluşan yeni bilgiler ve sürece dâhil olan kişilerden gelen veriler arası koordinasyonu sağlayabilmek için çeşitli temsil araçlarından yararlanır. Bu araçlar sayesinde aklındaki düşünceleri fiziksel gerçeklikle bağdaştırıp, ürün olarak ortaya çıkarabileceği bir çalışma ortaya koyar. Tüm bu aşamalar tasarımcının oluşturduğu imgelerin geometrik olarak ortaya dökülmesidir [13].
Ancak grafik olarak aktarılan düşünceler yapısal değerlendirme sürecine girip geliştirilebilir. İmgelerle görseller arasındaki bu karşılıklı etkileşim yaratıcılıktan
beslenir. Bu imgesel aktarım bilgisayar destekli tasarım araçlarının da desteğiyle gerçekleştirilebilir [13]. Tasarım süreci, akılda tanımlanmış duygu ve düşüncelerin somut fiziksel bir forma dönüştürülmesi olarak açıklanabilir.
Bu süreç üç farklı işlem içerir [2]:
Tasarım amaç ve ölçütlerin tanımlanması, Alternatif tasarım çözümlerinin üretilmesi,
Alternatif tasarım çözümlerinin değerlendirilmesi ve bunların daha önce tanımlanmış ölçütlerle karşılaştırılması.
Bu süreçlerin pratiğe dökülmesinde ve koordinasyonunda çeşitli zorluklar ortaya çıkabikmektedir.
Öncelikle, bir yapı alternatifi için tasarım ölçütlerinin çeşitliliği ve fazlalığı, kıstasların tanımlanması açısından zorlayıcı bir süreçtir. Bunun dışında belirlenen kıstaslar arasındaki meydana gelmesi muhtemel uyuşmazlıklar da olumsuz etki yapabilmektedir.
Daha sonra, tasarım çözümlerinin oluşturulmasında deneyim, yaratıcılık, farkındalık gibi çeşitli etkenler önemli rol oynar. Bu özellikler, çalışılarak elde etmek için zordur.
Üçüncü olarak, oluşturulan alternatif tasarım çözümlerinin değerlendirilip başta belirlenen ölçütlerle karşılıştırılması zor bir işlemdir.
Son olarak, yukarıda bahsedilen üç aşamanın mantıklı tasarım çözümleri çerçevesinde işleyerek interaktif bir koordinasyon sağlanmasının güçlükleridir [14]. Tasarım aşamasında BDT sistemlerinin yararları şöyle sıralanabilir:
Tasarım aşamasındayken düzeltme kolaylığı, Üretkenlikteki artış,
İstenilen sayılarda kolay bir şekilde tasarım alternatifleri üretmek, Çizim kalitesinin yüksekliği,
Daha düşük tasarım maliyeti,
Kısa zamanda projelerin oluşturulması, Tasarım kalitesini yükseltmek,
Analizlere imkan tanınması, Hataların en aza indirgenmesi, İnsan gücü ve zamandan tasarruf,
Farklı disiplinler arası iletişim kolaylığı.
Standardizasyon ve tasarım belgelerinde kolaylık, Kişiler ve bölümler arası iletişim.
2.6 Bilgisayar Ortamında Mimari Tasarıma Geçiş
Mimari tasarım, kâğıt üzerinde yapılan yazılı ve grafik ifadelerle başlar. Geleneksel tasarım süreçleri, kâğıt ve kalemlerle kullanılarak işleyen bir yöntem içerir. Çizimler, bir tasarımın anlatmak istediklerinin temsilini oluşturur.
Soyut fikirlerden görsel anlatıma geçerken geleneksel tasarım anlayışında kullanılan elemanlar söz konusudur. Bunlar iki boyutlu ortamlar için çizgilerin oluşturduğu grafik ve semboller, gölge, renk ve dokudur. Üç boyutlu ortamlarla ise kütle modelleri, tel kafes modelleriyle tasarım alternatifleri görünür ve algılanır hale getiriebilir. Bilgisayar da mimarlık alanında yeni bir tasarım araçlarından biri olarak değerlendirilmektedir [2].
Teknolojik gelişmelerle birlikte mimarlıkta da tasarım ve üretim sistemleri de dönüşüme uğramaktadır. Ortaya çıkan yenilikler, başka alanlarda olduğu gibi mimarlık mesleğinin ve uygulama pratiklerinin de baştan tanımlanmasına sebep olabilmektedir.
Tasarım endüstrisinin tamamına nüfuz etmiş olan bilgisayar, temel tasarımdan, detaylarına üretilmesine, statik hesaplamalara, katı modellerin oluşturulmasına, sonuç ürünün sunumuna kadar her alan ve süreçte yaygın şekilde kullanılmaktadır. Barındırdığı karmaşık ilişkiler ve özgün tasarımsal problemler sebebiyle mimarlıkta da bilgisayarların kullanımı kaçınılmaz bir hal almıştır [15].
Bilgisayarların tasarım sürecine dâhil olması, teknik çizim için kullanılan gereçlerin değişmesinden çok daha derin bir etkiye sahiptir. Tasarım kararlarının oluşturulması
ve temel tasarıma geçilmesi aşamasından itibaren sürece katkıda bulunmaya başlayıp daha geniş bir bakış açı sağlayarak farklı aşamalarda daha çeşitli değerlendirmelere imkân vermektedir.
Öte yandan bu süreçlerde BDT’nin tasarımcıyı kısıtlayıcı bir rol üstlenmemesi de gerekmektedir. Bunun içinde alternatif araçlar sunması, yaratıcılığı kısıtlayıcı bir çerçevede dayatmacı olmaması gereklidir. Mimarların farklı tasarım süreçlerini bozmadan onlarla uyumlu çalışabilme imkânı tanıması esastır [16].
Bilgisayar destekli tasarımın en önemli katkılarından biri de mimarlık ürünü henüz ortaya konmadan, daha tasarım aşamasında mekanın tüm özellikleriyle algılanıp, çeşitli etmenlerin yaptığı etkinin deneyimlenebilir oluşudur. Mesela mekanın farklı zaman dilimlerinde ve farklı ışık altında gösterdiği karakteristiğin değerlendirilmesi, ya da üretilen model içerisinde istenildiği gibi dolaşılıp daha iyi algılanması gibi özellikler sunmuştur [17].
2.7 Mimarlıkta Bilgisayar Kullanım Aşamaları
Mimarlıkta bilgisayar uygulamaları, farklı aşamalara göre değerlendirildiğinde şu şekilde şekilde sınıflandırılabilir [18]:
Tasarım aşamasında: Bilgisayar yardımıyla tasarlanan binaya ait çeşitli plan düzenleri ve üç boyutlu modeller yardımıyla, mimar henüz tasarım aşamasında iken verdiği kararların doğru olup olmadığını test edebilmekte ve çeşitli parametreleri değiştirerek hızla ürettiği seçenekleri yine hızlı bir şekilde değerlendirebilmekte ve en iyi çözüme ulaşabilmektedir. Çeşitli çizim yazılımlanyla da mevcut bir şehir dokusu içerisinde yeni tasarlanacak bir binaya ve çevresine ilişkin görüntüler elde etmek mümkündür. Tasarımda bilgisayarın katkı alanları geometrik modelleme, mühendislik analizleri, tasarımın irdelenmesi ve çizim otomasyonu olarak sınıflandırılır [19].
Verilerin saklanması ve işlenmesinde: Şehir planlamada olduğu gibi, çeşitli mimarlık konularında da verilerin saklanması ve üzerinde yapılan çeşitli işlemlerle istenilen düzende kullanıma sunulmasında bilgisayardan geniş ölçüde yararlanılmaktadır. Değerlendirme aşamasında: Bilgisayarın mimarlık alanında ilk kullanılmaya başlandığı ve yoğun olarak kullanıldığı alan, binaların fiziksel çevre performanslarının analizi ve maliyet değerlendirmesi gibi konular olmuştur.
Binaların maliyet değerlendirmesi ve performans analizlerinin yapılabilmesi için binanın bilgisayar ortamında tanımlanması gerekir. Binaları bilgisayar ortamında temsil ederken matrisler, vektörler ve diyagramların kullanıldığı değişik tekniklerden faydalanılır. Bu modellerin herhangi biri kullanılarak bilgisayar ortamında temsil edilen binaların maliyet hesabı yapılabilmekte, binanın tamamının veya bina içerisinde seçilen herhangi bir nokta için aydınlatma, ısıtma, gürültü kontrolü gibi değişik kontrollere ilişkin performans değerlendirmeleri yapılabilir.
Sunum aşamasında: Tasarlanan binalara ilişkin uygulama projeleri, perspektifler, malzeme ve dokularla kaplanabilen cepheler oldukça hassas olarak istenilen ölçekte çizilebilmektedir. Bu çizimler sırasında kullanılacak olan kapı, pencere masa, sandalye vb. elemanlardan oluşan bir kütüphane bir defaya mahsus olmak üzere bilgisayar belleğinde oluşturulmakta ve boyut ve konumları değiştirilerek istenilen yerlerde kullanılmaktadır.
Yapım aşamasında: Binaların yapımlarıyla ilgili olarak keşif, ihale metraj ve iş programı hazırlanmasında, şantiyede iş akışının düzenlenmesinde kullanılabilecek süre planlaması yapmada kullanılabilecek pek çok bilgisayar yazılımı mevcuttur. Tesis yönetimi ve işletme: Kullanıma hazır halde bulunan yapıların meydana gelebilecek her türlü ihtiyaç için gerekli görülen işlerin planlanması, takip edilmesi ve sonuçlarının değerlendirilmesi, kısaca işletim süreçlerinin programlanması için çeşitli yazılımlardan faydalanılmaktadır [19].
2.8 Bilgisayar Destekli Tasarımın Mimarlıkta Kullanımı
Bilgisayar destekli tasarım, gelişim süreci itibariyle mühendisliği takip etmiş ve mühendisliğe yönelik sorularını birincil olarak ele alan bir yapı içermiştir. Bu bağlamda BDT yazılımlarının mimarlıkta kullanılmaya başlanması çok sonraları gerçekleşmiştir. Bunun en önemli sebebi ekonomik koşullardır. BDT yazılımları, öncelikle otomotiv, gemi ve uçak sanayi gibi mali yönden güçlü ve pahalı araçlar kullanabilecek endüstrilerin hizmetinde kullanılmıştır. Ancak mimarlık firmaları küresel ölçekte daha küçük işletmeler olarak kaldıklarından bu derece maliyetli bir yatırıma girişememişlerdir. Bunun yanı sıra öncü BDT yazılımlarının fiyatı ve donanım gereksinimleri de mimarlar için lüks bir sistem olarak değerlendirilmiştir [11].
Bugün BDT alanından sunulan yazılımlardan en yaygın olanı Autodesk firmasının yazılımı olan AutoCAD’dir. Dünya’da ve Türkiye’de kullanım alanı çeşitliliği ve yaygınlığı itibariyle en önde gelen yazılımlardandır [5]. Mimarlık ve inşaat alanında yazılım tercihlerinin “building information modeling” (BIM) olarak geçen yapı bilgi sistemleri (YBS)’ne kaymasıyla rekabet artmıştır. Allplan, ArchiCAD ve Autodesk Revit, Microstation gibi değişik YBS yazılımlarının piyasaya sürülmesi, AutoCAD yazılımının pazar payındaki düşüşe neden olduğu söylenebilir. 2006 yılında Aydoğan’ın Autodesk, Allplan ve ArchiCAD’in Türkiye sorumlularıyla yaptığı kişisel görüşmeler sonucu satılan lisanslı yazılımlar içerisinde tahmini bir orana ulaşmıştır (Çizelge 2.1). Allplan yazılımının Türkiye pazarındaki payı %9, ArchiCAD yazılımının Türkiye pazanndaki payı % 11 ve Autodesk Revit yazılımının pazardaki payı %1 şeklinde sıralanmıştır. Bu değerler lisanslı yazılım kullanıcı sayılan göz önüne alınarak hesaplanmış değerlerdir. İdeCAD, intelliCAD ve diğer BDT yazılımlannın Türkiye pazanndaki paylarına değinilmediği belirtilmiştir [2].
Çizelge 2.1 : CAD yazılımlarının uzmanlık alanlarına göre dilimleri [20]
Alan Oran Mühendislik %51 Mimarlık %18 Süreç Yönetimi %12 GIS %7 İnşaat %3 Diğer %9
3. YAPI BİLGİ SİSTEMLERİ
3.1 Yapı Bilgi Sistemi
1970’li yıllarda inşaat endüstrisinde kullanılan BDT sistemlerinin, tasarım ve proje çizimlerinin oluşturulmasında yetersiz kaldığı düşünülmekteydi. Katı modelleme kavramının ortaya çıkmasıyla tasarımda kullanılan bütün geometrik bilgilerin bir tek bütünleşik temsil biçiminde tanımlanabileceği kabul edilmiştir. Daha sonraki aşamalarda ise geometrik bilginin temsilinin mümkün olması diğer bilgilerin de bir şekilde sisteme dahil edilebileceği fark ettirmiştir.
Bu bütünleşik veri yaklaşımı tek bir modelde iki ve üç boyutlu mimari görsel dâhilinde çeşitli bilginin temsiline imkan verebilecek araştırmalara ön ayak olmuştur. Bu anlayışa göre amaç, çeviri ve koordinasyon konularının bilgisayar tarafından yönetilerek hızlı ve kesin bir tasarım sürecini mümkün kılmaktır. Bu düşünsel yaklaşım günümüzde yapı bilgi sistemi olarak kabul edilen modelin düşünsel altyapısını oluşturmaktadır. Buna göre tasarımcılar doğrudan üç boyutlu model üzerinde çalışırken plan, kesit, görünüş, analiz verilerine de etkimektedirler. Bu sayede geleneksel anlamda tek tek ele alınıp elde edilmesi gereken dökümanlar ve veriler, bilgisayar tarafından hesaplanıp, tasarımcıya sunulmaktadır [21].
Yapı bilgi sistemi, bir yapı projesinin tasarım ve inşasında kullanılmak üzere eşgüdümlü ve kendi içinde tutarlı işlenebilir bilgiye dayanan yapı tasarım metodolojisidir. Bu sistemlerde tasarım ve üretim sürecinde alınan kararlara bağlı olarak oluşturulan yapıya ilişkin veriler ve ilişikler bir bilgi veritabanında saklanır. Proje üretim sürecinde yapılan tüm değişiklikler (çizimler, revizyonlar, veri girişleri, vs.) bu veritabanı üzerinde işlenerek dökümanlar arası koordinasyon ve tutarlılık sağlanır [22].
Yapı bilgi sistemlerinin üç temel özelliği bulunur:
Projede yapılan her türlü işlem ve değişiklik bu veritabanına anında işlenir ve ilgili bulunan tüm dökümanlara (planlar, kesitler, görünüşler, vs.) bu değişiklik otomatik olarak yansıtılır.
Tasarım sürecinde toplanan veriler daha sonra kullanılmak üzere saklanarak projenin farklı aşamalarında tasarımcı, yüklenici ve yapı sahibinin de kullanabileceği bir bilgi deposu oluşturulur [22, 23].
Bir yapının tasarım ve inşaası, yapılması düşünülen işin yazılı ve çizili dökümantasyonlarla hazırlanmış temsiline bağlıdır. Yazılı dökümantasyon; sözleşmeler, metraj listeleri, maliyet analizleri, teknik şartnameler, raporlar, etütler ve bunun gibi metin ve tablolardan oluşurken, yapı bileşenlerini meydana getirmek için kullanılan çizgiler, şekiller, semboller ve ölçülerle temsili de çizili dökümantasyonu oluşturur. Ancak bu çizimler iki temel stratejik sınırlama içerir: Öncelikle, 3 boyutlu bir objenin üretim detaylarıyla betimlenmesi için birden fazla 2 boyutlu görünüş gerektirir; Bu sebeple proje çizimleri yalnız planlardan veya kesitlerden değil, hepsinin koordineli bir şekilde belirli bir düzen içerisinde yan yana sıralanmasından oluşur.
İkinci olarak, bu temsiller; çizgiler, şekiller ve yazınsal verilerden oluştuğundan bilgisayarlar tarafından tam anlamıyla yorumlanamaz bir format barındırırlar. Kısaca bir projeye ait iki boyutlu çizimler ve veriler, bilgisayar ortamında tanımlanmadığı müddetçe, projenin bilgisayar tarafından tam olarak işlenebilirliğinden söz edilemez [24].
Yapı bilgi sistemleri bu iki sınırlamayı ortadan kaldırmaya yönelik bir yaklaşımın ürünü olarak ortaya çıkmıştır. Proje üzerinde yapılan çalışmaların eş güdümlü olarak tüm çizimlere anında işlenmesi ve bu obje tabanlı çizimlerin geometrilerinin ve özelliklerinin bilgisayar tarafından parametrelerle tanımlanabilir olması mantığına dayanır.
Kısaca; yapı bilgi sistemleri, bir projenin bütün elemanlarıyla; geometrilerinin, niteliklerinin ve ilişkilerinin bilgisayar tarafından tanımlanabilir ve depolanabilir bir şekilde oluşturulmasına dayanan modellerdir. Bir yapının fiziksel ve işlevsel karakteristiklerinin dijital olarak temsilidir. Bu sistem dâhilinde yapı, inşaat sürecindeki şekliyle modellenir ve proje çıktıları bu model üzerinden alınır. Buna göre planlar, kesitler, görünüşler ve tüm detaylar bu ortak model üzerinden alınan
bilgilerdir ve paftalarda yer alan çizimler de yine bu aynı modelin farklı açılardan yansımalarıdır. Bunun için de yapı hakkındaki tüm verileri barındıran bir bilgi veritabanıyla çalışır [25].
Yapı bilgi sistemleri, obje tabanlı CAD işleyişine sahiptir. Dijital objeler kodlanarak tanımlanır ve böylelikle bilgisayar tarafından geometrisi ve özellikleriyle okunabilen, yorumlanabilen bilgiye çevirilir. YBS’de objeler parametrik olarak tanımlanmakla kalmaz bilgi düzeyinde birbiriyle ilişkilendirilmesi ve yönetimi de sağlanır. Bu ilişkiler tasarımcı tarafından belirlenir ve bütün proje üretim sürecin boyunca saklanarak her aşamada erişilip süreç boyunca değerlendirilebilir. Tanımlanmış ilişkiler YBS modeli sayesinde koordine edilerek tasarım prensiplerinin sürdürülmesi sağlanır [24].
3.2 Geleneksel Yöntemlerden Yapı Bilgi Sistemine Geçiş
Bilgisayar destekli tasarım, geçilen uzun aşamalar sonucu günümüzdeki yaygınlığına kavuşmuştur. Daha önce de belirtildiği üzere bu süreç, geleneksel yöntemlerden sanal gerçekliğe değin uzanan bir aşamalar dizisidir. 1960’larda ortaya çıkan CAD (Computer Aided Design - Bilgisayar Destekli Tasarım) kavramı, mimarlık üretim süreçlerini de derinden etkilemiştir. Özellikle 1980’lerde yaygınlaşmasıyla ve elle çizim yönteminin yerini neredeyse tamamen almasıyla, çizim ve dökümantasyon açısından yeni bir alışkanlık kazandırmıştır. Farklı temsil araçlarının da eklenmesiyle projelerin, doğrudan çıktı alınabilecek formatta hazırlanabilmesi, üretim sürecinin yeniden tanımlanmasına yol açmıştır [12].
1990’larda obje tabanlı CAD sistemlerinin gelişimi ve bilginin dijital olarak temsili önemli bir aşamadır. Daha sonraki süreçlerde ortaya çıkan yapı bilgi sistemlerinde objeler; duvar, kolon, kiriş, kapı, pencere gibi bileşen düzeyinde tanımlanarak her birinin farklı özellikleri parametrik olarak işlenmektedir. Örneğin bir kapının temsilini oluşturan çizgilerin tek tek oluşturulması yerine önceden nitelikleri parametrik olarak tanımlanmış bir kapı modeli meydana getirilir. Bileşenlerin özelliklerinin ve geometrilerinin dijital olarak tanımlanması, yapının 3 boyutlu modellemesinin de oluşturulabilmesine imkân sağlar. Plan, kesit ve görünüşlerin eş zamanlı ilerlemesi ve yapılan revizyonların otomatik olarak diğer görünüşlere işlenmesi gibi ciddi avantajlar sunar. Bu sayede projeye dair birçok yük ortadan kalkar ve sürecin hızlanması otomatik olarak gerçekleştirilir [10,12].
3.3 Yapı Bilgi Sisteminin Gelişim Süreci
BDT sistemleri çeşitli ve birden fazla uygulamayla koordineli ve birbirini destekleyici şekilde çalışsa da bu yazılımların her zaman birlikte iş yürütebileceği anlamına gelmeyebilir. Farklı yazılımlar, yapıyı oluşturan objelerin farklı şekillerde tanımlanmaları, farklı ilişkisellik biçimleri ve nesnelerin oluşturulmalarında farklı kurallar barındırabilir. Bunun sebebi her bir yazılımın binayı tanımlamak için kendine has bir kavram, anlamsallık ve temsile ihtiyaç duymasıdır [26].
Bilgisayar destekli mimari tasarımın ilk aşamalarından bu yana, yapının merkezi bir temsil şekline kavuşturularak yapıya dair tüm bilginin tek elde toplanması düşüncesi mevcuttur. 1970’lerin ortalarında bazı bağımsız çabalar sonucu tek bir yapı modeline dayalı bütünleşik sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemler, bileşenleri ve oluşturulan kompozisyonların davranışlarını analiz etmeye yarayan yazılımlarla desteklenen, tasarımın temel görevinin yapının özelliklerini tanımlamak olarak kabul edildiği bir mantığa dayanmaktadır. Bu çalışmalar tekil ve uyumlu bir bina temsilinin tanımlanmasına yönelik bir çalışma sahasının oluşmasına yol açmıştır [27].
İlk yapı bilgi sistemi modellerinden bazıları; İngiliz Ulusal Sağlık Örgütü “Her Majesty’s Health Service” tarafından finanse edilen, Cambridge Uygulamalı Araştırmalar’ın OXSYS CAD’i, CEDAR ve HARNESS hastane tasarım sistemleridir. Bir başka önemli çalışma da İskoç İskân Bakanlığı tarafından finanse edilerek Edinburgh Üniversitesi’ndeki bir grup tarafından geliştirimiştir. ABD’deki ilk ciddi çalışmalardan bazıları ise; Techcrete, ARCH-MODEL, BDS, GLIDE ve GLIDE-II’dir. Techcrete prekast beton yapı sistemi, Carl Koch ve çalışanları tarafından geliştirilen, tasarımı destekleyen bir yapı modelidir. Michigan Üniversitesi tarafından geliştirilen ARCH-MODEL adlı çalışma, yıllar içerisinde sürekli geliştirilerek birçok sürümü çıkarılmış ve Macintosh uyumlu bir BDT sistemine dönüşmüştür. Bu ürün, geometriye bağlı bir katı modelleme sistemi ve geometrik olmayan verileri saklayan ilişkisel bir veritabanına bağlı olarak çalışmaktaydı. Diğer üç önemli çalışma da Carnegie-Mellon Üniversitesi’nde geliştirilen BDS, GLIDE ve GLIDE-II modelleridir [27, 28].
Bu modellerden İskoç İskan Bakanlığı’nın Konut Sistemi, Cambridge Uygulamalı Araştırmalar’ın OXSYS CAD’i ve Carnegie-Mellon Universitesi ile Michigan Üniversitesi’nin ortak çalışması CAEADS, kendilerinden sonraki çalışmalara örnek teşkil etmiş olmaları açısından önemlidir çalışmalardır. İlk yapı modeli örnekleri özel amaçlar için tasarlanmış uygulamarı bütünleştirirken, daha sonraları ortaya çıkan örnekler bağımsız uygulamları da sisteme dahil edebilmişlerdir. SSHA ve OXSYS sistemleri daha çok belli bir tip yapı teknolojisi için geliştirilmiştir. CAEADS sistemi ise tasarım aşamasında şematik genişlemeyi yukarı-aşağı doğrultuda olsa da destekleyen bir yapıya sahiptir [27]. Tüm bu sistemler önceden tanımlanmış nesnelerin basit bir hiyerarşiye kavuşturulması ve çoklu seviyelerde soyutlanmasının organize edilmesine dayanmaktadır.
3.3.1 SSHA Konut Sistemi
“Scottish Special Housing Authority System” olarak bilinen, İskoçya İskan Bakanlığı’nın desteğiyle Edinburgh Üniversitesi’nin Mimari Araştırma Birimi’nde geliştirilen konut ve mimari tasarım sistemine dair çalışmalar 1969 yılında başlayarak 1973’e kadar devam etmiştir. Bu çalışma, konut birimi tasarımı ve oluşturulan bu konut grupları için vaziyet planı geliştirilmesi şeklinde iki temel proje olarak ele alınmıştır [27].
3.3.1.1 Kat planı tasarım sistemi
İlk aşama akıllı bir kat planı yerleşim sistemidir. Kat planını tanımlamak için duvar, pencere, kapı, kabin ve merdiven gibi elemanlar kullanılmıştır (Şekil 3.1). “Damlalar” olarak bilinen plan elemanları bir konut birimini oluşturan, ayrıntılı olarak belirtilmiş ve yerleştirilmiş seçili sembolik biçimlerdir. Bu mevcut sembolik biçimler görüntüleme süresini kısaltmak için oldukça basite indirgenmiştir. Her damla, onu tam olarak açıklayan detaylı bir veri yapısıyla açıklanmakta; birim geometrisi, malzeme, iş kodları, birleşim kodları ve başka bilgilerle ilişkilendirilmektedir.
Şekil 3.1 : SSHA Sembolleri ve Kat Planı Örneği [27]
Damlalar bir araya geldikçe, oluşturulan duvarlarla sınırlanan alanlar tanımlı hale gelmekte ve böylelikle daha sonra analiz edilebilmektedir. Ayrıca birleşimler gösterilmeli ve uygun detaya bağlanmalıdır. SSHA’nın katplanı sistemi, tam olarak modellenmiş bir katı, binanın inşa edilen parçaları ve bina alanlarını içeren ilk çalışmalardan biridir.
Bu sistemde bir duvar bileşeni, malzeme ve diğer bilgileri taşır. Odalarla ve “yaprak” olarak adlandırılan duvar bitimleriyle paylaşılan, yüzeylerle sınırlandırılmış bir şekilde gösterilir. Geometriyi yakalamak için bileşenler ve odalar her iki yöne hareket ettirilebilir ve bu yapı çeşitli gelişmiş işleyişlerle de desteklenmiştir. Malzemeler her bina elemanıyla ilişkilendirildiği için tanımladıkları oda çevresi boyunca düzenlenip gösterilebilir. Planda tanımlanan her bağlantı koşulu da görüntülenebilmektedir. Yazılım, oda çevresinden otomatik olarak oda alanlarını ve her oda için çevreleyen yüzey alanını hesaplayabilmektedir ve bu yöntem malzeme alanı ve hacimleri için de kullanılabilmektedir. Dış duvarlardaki saydam alanlara, yerlerine ve iç duvar sınırlarına dayanarak güneş ışığı seviyeleri elde edilebilmektedir.
Sistem ayrıca kolon ve kiriş boyut ve konumlarını değerlendirme kapasitesine de sahipti. Bu hesaplamalar mevcut sistem için yazılmış ufak analiz rutinlerine dayandırılır ve dışarından herhangi bir uygulamaya bağlı olarak çalışmaz. Şekil 3.2’de SSHA yapı modelinin soyut temsiline yer verilmiştir.
Şekil 3.2 : SSHA Yapı Modelinin Soyut Temsili [27]
Konut birimi tasarım sistemi BDT yazılımı üreticilerinin sunduğu yazılımlardan on yıl kadar önce çıkmış bir çalışmadır. Önceleri basit ekran görüntülemesiyle, daha sonra depolama tüplü görüntülemeyle kullanıcı etkileşimine dayanan bu sistem, ekranda anahtar kelimeleri barındıran basit bir menüye dayanır. SSHA tarafından iyi tanımlanmış bina birim kodlarını kullanması en önemli avantajlarındandır. BDT sistemlerinin iki boyutlu geometride kullanımına dair başarılı bir ilk dönem çalışması olmuştur [27].
3.3.1.2 Vaziyet planlama sistemi
SSHA Yapı Modeli’nin ikinci aşaması, konut grubu için yapı yerleşimi ve maliyet tahminine dayalı vaziyet planlama sistemidir. Bina hatlarını ve zemin düzleminin durumunu tanımlayıp konut ve garaj birimlerini, yolları, drenaj hattını, peyzaj alanını, kaldırım ve istinat duvarlarının vaziyete yerleştirilmesini hedefler. Elemanlar herhangi bir sırayla tanımlanır ve sınırları poligonlarla düzeltilir. Bu sistemin ana amacı vaziyet planı tasarımından çok hazır bir planı çizerek hızlı ve detaylı bir maliyet analizi yapmaktır (Şekil 3.3). Hazırlanan plan üzerinde değişiklik işlemleri yapılarak değişen durumlarda maliyet güncellemeleri yapılmasına imkân verir [27]. Bu BDT sistemi önceden hazırlanmış konut şekillerinden oluşan kütüphaneden alınan elemanları araziye yerleştirir. Her konut birimi araziye başlangıç noktası, açı ve seçime bağlı yükseklik seviyesine göre yerleştirilir. Konut tanımları birçok
karmaşık konuyu barındırır. Sistemde konut tipleri sıralı köşe noktlarından oluşan bina çevresiyle tanımlanır. Yapıları ayıran duvarlar maliyeti etkileyen elemanlardan oldukları için ayrıca tanımlanırlar.
Şekil 3.3 : Sistem Tarafından Üretilen Bir Vaziyet Planı [27]
Temeller de maliyeti belirleyici birer faktör olarak ele alınır. Temel duvarlarının yüksekliği, birleşik olup olmamaları gibi durumlar ele alınır. Duvarların durumları, yükseklikler, yollar, peyzaj alanları, drenaj hattı, rampalar, çitler, istinat duvarları maliyet analizinde önemli rol oynayan değişkenler olarak değerlendirilir.
Vaziyet planı sistemi, poligonlarla dizi işlemler ve kazı-dolgu hacim hesaplamaları gibi birçok geometrik işlem gerektirmektedir. Tüm bu işlemler proje takımı tarafından tanımlanıp uygulanmaktadır. SSHA’nın yazılımı üç boyutlu olmasa da günümüzde kullanılan vaziyet planlama yazılımlarından çok da farklı değildir. Bu yazılım plan ve kesitleri 2 boyutlu olarak görüntüleyebilmektedir. Yaklaşık on yıl süreyle üretim için kullanılmıştır [27].
3.3.2 OXSYS Modeli
Cambridge Üniversitesi Mimarlık Fakültesi’yle bağlantılı olan Cambridge Uygulamalı Araştırmalar’ın yürüttüğü çalışma, hastane tasarımını destekleyici bir BDT sistemi geliştirmeye dayanmaktadır. İngiltere’deki sağlık sisteminin millileştirilmesi sonucu hastane inşaasını kolaylaştırabilmek amacıyla Oxford Bölgesel Sağlık Kurumu tarafından geliştirilen OXSYS tabanlı prefabrike yapı sistemi oluşturulması hedeflenmiştir [27].
OXSYS sistemi, Oxford Yapı Metodu yöntemiyle hastane tasarımı için geliştirilmiş ve ilk tasarım aşamasından itibaren maliyet analizi, yapısal ve çevresel analizler, yarı-otomatik tasarım ve detaylandırma, yapı belgelerinin oluşturulması gibi konularda çalışmaktadır. Bu sistemin temel düşüncesi, yapının kâğıt üzerindeki tanımının bilgisayara taşınarak kolayca değişikliğe, analizlere ve değerlendirmeye imkân veren, takım elemanlarının bulundukları yerden bağımsız olarak sürece katılabilecekleri bir ortam yaratmaktır [28].
Oxford Metodu kolon-kiriş ve döşeme temelli, dikey hatlı tartan ızgara sistemi biçiminde yapı üretimini esas alır. Bu ızgara sistemi çerçevesince duvarlar ve tesisat planları çıkarılır ve kesitte de aynı yöntemle tavanlar ve zeminler oluşturulur. Bu yapım sisteminde çelik kolon-kirişler, betonarme döşeme ve çeşitli malzemelerle cephe kaplamaları tasarlanabilmektedir. Mekanik öğeler, tesisatlar ve bir hastane için gerekli birçok bileşen önceden tanımlanmıştır [27].
OXSYS yapı sistemi, önceden tanımlı yapı bileşenleri dizisine dayanmaktadır. Cambridge Uygulamalı Araştırmalar’ın (CUA) metin olarak tanımladığı yapı elemanları kütüphanede kayıt altında tutulabilmektedir. Zaman içerisinde CUA tarafından Codex olarak adlandırılan bu metinler güncellenmiş ve geliştirilmiştir. Codex, yapısal elemanları, kaplama bileşenlerini, bölümlendirmeleri, döşeme ve tavan elemanlarını, oda tiplerini, iç tesisatı, mekanik donanımı family-aile ve subfamily-alt-aile başlıkları altında organize etmektedir. Codex, herhangi bir standarda göre değil, yapı sistemindeki eleman tiplerine göre organize edilir [27]. Her eleman boyutlarına, kullanım ve isimlendirmelerini içeren tanımlayıcı metne, işlevsel özelliklerine, çevresel karakteristiklerine ve elemanın farklı görünüşlerde çizilmesi için gerekli grafik kodlarına göre tanımlanır. Geometrik olarak her eleman 3 boyutlu bir kutu üzerindeki izdüşümlerine göre tanımlıdır. Her bileşen için en fazla on iki izdüşüm ve ya görünüş kayıt altında tutulabilmektedir. Şekil 3.4’te üç ayrı nesnenin farklı geometri görüntülerine yer verilmiştir.
Şekil 3.4 : OXSYS’de Kullanılan Üç Ayrı Nesnenin Farklı Geometrileri [27] OXSYS için toplam Codex çok büyük olacağından, belirli bir yapı projesi için Proje Codex’i denilen daha küçük modelleri gerekmektedir. Proje Codex’i dâhilinde elemanlar aile, alt-aile ve bileşenler biçiminde sınıflandırılmıştır. Bunların X-Y-Z uzantılarını belirten sınırlayıcı kutuların uzaysal olarak tanımlı olduğu bir ortam mevcuttur. Bitişiklik, malzeme özellikleri ve çekme ve germe dayanıklılığı gibi performans karakteristiklerini içeren bilgilere de imkân tanımaktadır. Mümkün olduğunda bu özellikler tekrar tekrar hesaplanarak güncel tutulur. Sınırlayıcı kutu gibi özellikler sabit ve ya değişken olarak işlenebilir. İstenen bir performans seviyesine göre bileşenler otomatik olarak seçilebilir. Alternatif olarak elemanlar kullanıcı tarafından seçilip yerleştirilebilir.
Bir proje, bağımsız bileşenlerin derlemesinden oluşmaktadır. Yerleşimde her bir bileşenin uzaysal dönüşüm ve parametrelerini taşıyarak istendiğinde yeni eklenebilmesine, var olanların yeni koşullara uyabilmesi için konum ve parametrelerinin değiştirilebilmesine imkân tanır. Bazı elemanlar uzunluk olarak da değişkendir ve uzaysal çakışmalar kutu seviye geometrisi kullanılarak kontrol altına alınabilir. İzin verilen giriş durumunda ise bazı tanımlı çakışmalar da tanımlanabilir.
Şekil 3.5 : Kolon Yerlerine Göre Otomatik Çelik İşleri Seçimi
Tartan ızgara sistemine bitişik düzenlenen elemanlarla bağlantılar kontrol edilebilir ve farklı uygulamalar analiz edilip veri elde edilebilir. Bu veriler yeniden düzenlenerek bir çizim oluşturulabilir (Şekil 3.5).
Belgeleme aşaması ayrı bir uygulama olarak işlemektedir. Her bölümdeki grafik verinin toplanıp, yerleştirilerek plan ve kesitlerin oluşturulabilmesi için düzenlenmesini içerir (Şekil 3.6).
OXSYS Sistemi temel matematiksel küme işlemlerine dayalı bir yapı alanı temsiline sahiptir. İlişkiselliğin tanımlandığı hiyerarşik bir organizasyon sağlar. Kümsel işlemler kullanılarak herhangi bir altkümenin tanımlanabilmesi mümkündür. Farklı alan hiyerarşileri tanımlanarak çeşitlilik sağlanabilir. Yapı alanı farklı bölümlere ayrılarak daha sonra alt bölümler oluşturulup, alanlar arası hiyerarşik ilişki grafiksel olarak tanımlanabilir [27].
OXYS CAD belirli birleşimler için karmaşık bir kural tabanlı sistem barındırmaktadır. OXYS mimarları tarafından belirlenen kuralların oluşturulması için uzun bir bilgi üretim süreci aşılmıştır. Kuralların tanımlanıp kodlanması, Oxford
