Modelagem da Informação da Construção BIM. Sergio Scheer TC045 Gerenciamento de Projetos 2013

Transcrição

1 Modelagem da Informação da Construção BIM Sergio Scheer TC045 Gerenciamento de Projetos 2013

2 Agenda Um pouco de história BIM conceitos Interoperabilidade Colaboração Programas e usos Cenário atual Mundo Brasil Pesquisas e aplicações

3 Ineficiências do enfoque tradicional Produtividade

4

5

6 PUC-Rio Modelos 3D Construtibilidade Revisão de Manufaturabilidade usa modelos 3D: identificar os métodos de fabricação mais produtivos; identificar áreas de difícil fabricação; simular (animação) a fabricação para análise e proposição de métodos alternativos; Ainda mais: produção de desenhos 2D por fatiamento do 3D; flexibilidade de impressão em diferentes formatos; maquete eletrônica e instruções para manufatura. 6

7 Inovação de Processos e Modelos 3D O modelo 3D é a chave da integração de CAD/CAM/CAE com planejamento. Modelo 3D de todos os componentes (e-mock-up = maquete eletrônica) Os processos a partir do modelo 3D tem uma visão de negócios com olhos do processo de fabricação. Evitam: problemas de fabricação, ordens de serviço mal-especificadas, retrabalho e acidentes devido a projeto inconveniente.

8 CAD3D = (x,y,z) geometria CAD4D = geometria + tempo/etapas CAD5D = CAD4D + custos/orçamentos 4D-PS CIFE/Stanford Salford Univ CADnD = n dimensões específicas projetos e visões particulares arquitetônico, estrutural, instalações projetos especiais acessibilidade, sustentabilidade, regulamentações construção ciclo de vida gerenciamento de instalações (FM) manutenção

9

10 Swire Properties' One Island East Project in Hong Kong won an award for its use of BIM Interoperabilidade de Sistemas Informações: Modelo único para armazenamento de toda a informação de um projeto (CAD4D, 5D, nd Building Information Modeling - BIM); Adoção de um modelo padronizado distribuído (CORBA, IFC, XML). OBJETIVO => INTEGRAÇÃO TOTAL colaboração, coordenação e gerenciamento de informações.

11 interoperabilidade Interoperabilidade: um desafio ABNT NBR Tomada Americana Européia Brasileira Problemas essenciais ou acidentais? Sintáticos ou semânticos?

12 Troca e Comunicação de Dados IFC Industry Foundation Classes STEP Interoperabilidade The Standard for Exchange of Product data model IFC2x(4) baseada no STEP/ISO10303 aprovada ISO/PAS 16739

13 buildingsmart Industry Alliance for Interoperability : um consórcio formado por 12 empresas norte-americanas buscando a interoperabilidade de software na construção; passou a se chamar Alliance for Interoperability; International passou a se chamar BuildingSMART, passou a dar foco na comunicação, produtividade, custos e qualidade no ciclo de vida da edificação.

14 O que é a buildingsmart? Organização internacional neutra e única sem fins lucrativos suportando o desenvolvimento de padrões open BIM para todo o ciclo de vida das edificações. capítulos pelo mundo: Benelux, China, French Speaking, German Speaking, Iberian Alliance, Italia, Japan, Korea, Middle East, Nordic, North America,Norway, Singapore, and UK & Ireland

15 Objetivos Estabelecer um padrão de intercâmbio e compartilhamento de dados orientado a objetos de edificações virtuais com: IFC Schema Dictionário Requisitos de intercâmbio Processos de referência Documentos SMART

16 Information For Construction O que são IFC (Industry Foundation Classes) IFC representam uma estrutura de modelo de dados para compartilhar dados de construção civil entre várias aplicações no setor de AEC-FM. Modelo de dados IFC é um modelo de dados orientado a objetos baseado em definição de classes representando objetos (elementos, processos, formas, espaços, etc) que são usados por sistemas durante um projeto de construção ou de operação e manutenção (AECO-FM). Model Support Group / Implementation Support Group

17 IFC ISO/PAS = IFC2x plaform Documentação online IFC2x Edition 3 ou IFC2x3 IFC2x4 ou IFC4 março 2013

18 E uma viga em IFC /* beam A-1 - beam axis along global x axis */ /* cardinal point = 1 - bottom left */ /* enhanced definitions intruduced in IFC2x4 - IfcBeamStandardCase */ #1000= IFCBEAMSTANDARDCASE ('0juf4qyggSI8rxA20Qwnsj',$,'A- 1','IPE220','Beam',#1001,#1010,'A-1',$); #1001= IFCLOCALPLACEMENT (#100025,#1002); /* set local placement so that the z-axis is co-linear to the beam axis ---- */ /* the y-axis (cross product of x & z axis) is up direction of profile */ #1002= IFCAXIS2PLACEMENT3D (#1003,#1004,#1005); #1003= IFCCARTESIANPOINT ((0.,0.,0.)); #1004= IFCDIRECTION ((1.,0.,0.)); /* local z-axis co-linear to beam axis */ #1005= IFCDIRECTION ((0.,1.,0.)); /* local x-axis */ #1010= IFCPRODUCTDEFINITIONSHAPE ($,$,(#1020)); #1020= IFCSHAPEREPRESENTATION (#100011,'Body','SweptSolid',(#1021));... #1040= IFCRELASSOCIATESMATERIAL ('0juf4qyggSstrxA20QfZsj',$,$,$,(#1000),#1041 ); #1041= IFCMATERIALPROFILESETUSAGE (#111,1); /* end of enhanced definitions */...

19 Alguns desafios para as IFC É a definição de um formato padrão p/ descrever modelos BIM; Define como a informação deve ser provida/armazenada para todos os estágios do ciclo de vida de uma edificação; Se relaciona diretamente com cada objeto...; Pode ser usada com pouca até toda a informação; Pode conter dados para geometria, cálculo, quantitativos, gestão de instalações, orçamentação,... para muitos profissionais diferentes; Qual informação para cada demanda deve ser conhecida? Diferentes sistemas (ou um só) produzindo o mesmo modelo? Basta solicitar arquivos IFC em um projeto?

20 Interoperabilidade XML e padrões na Construção Civil extensible Markup Language (~HTML) marcação de dados descrição de dados estruturados bcxml projeto E-construct (e-commerce) aecxml (IAI) ebxml ifcxml IFC2x

21 Normatização ABNT / CEE 134: Comissão Especial de Estudo Modelagem da Informação da Construção (BIM) NBR ISO :2010 Construção de edificação organização da informação da construção Parte 2: Estrutura para classificação de informação NBR :2011 Sistema de classificação da informação da construção Parte 1: Terminologia e estrutura NBR :2011 Sistema de classificação da informação da construção Parte 2: Características dos objetos da construção GT Componentes BIM diretrizes para desenvolvimento de bibliotecas de componentes

22 Tem uma ou várias Complexo de construções NBR ISO 12006:2 Classes: Resultado da construção Processo da construção Recurso da construção Propriedade/característica ETAPA DO CICLO DE VIDA DE UNIDADE DE CONSTRUÇÃO Produtos de construção/ meios Produtos de construção Meios de construção RECURSOS Agentes de construção Operários Projetistas, gerentes Informação da construção Informação de referência Informação de projeto RESULTADO Tem uma ou várias Tem uma ou várias È um tipo de Espaço RESULTADO DA CONSTRUÇÃO Vai resultar em È um tipo de PROCESSO DA CONSTRUÇÃO Tem um ou vários È um tipo de È um tipo de Resultado de serviço de construção Gestão È um tipo de Unidade de construção È um tipo de È um tipo de Ocorre durante Parte de unidade de construção Processo construtivo Ocorre durante Composto por uma ou várias Composto por uma ou várias Pode ser vista como parte ou o todo de È especializado conforme o Pode ser vista como parte ou o todo de Elemento projetado Ciclo de vida da unidade de construção Etapa de empreendimento Elemento È projetado (detalhado) INCEPÇÃO/ PROJETO Meios de projeto Cliente, equipe de projeto Requisitos gerais, informação para projeto Requisitos do cliente, relatório de projeto È usado em È um tipo de Produto de construção PRODUÇÃO Produtos de construção Usina, equipamento Operarios Gerente de produção Informação de referencia para produção Projeto para produção, especificações etc. Unidade de construção projetada RECURSO DA CONSTRUÇÃO È um tipo de È um tipo de Apoio à construção USO E MANUTENÇÃO DECOMISSIO- NAMENTO E DEMOLIÇÃO Produtos de construção (peças de reposição) Usina, equipamento Usina, equipamento Operarios Operários Gerente de manutenção, engenheiros Gerente de demolição Informação de referencia para manutenção Informação de referencia para demolição Projeto como construído (as-built). Projeto como construído e informação da manutenção Unidade construída Unidade com manutenção Unidade de construção demolida Tem uma ou várias PROPRIEDADE / CARACTERÍSTICA È um tipo de Agente da construção Informação da construção Recursos e resultados para várias etapas do ciclo de vida de unidades de construção. Classes e as relações gerais entre elas

23 Um Sistema de Classificação de Informação da Construção

24 interoperabilidade Interoperabilidade de Sistemas Informações: Modelo único para armazenamento de toda a informação de um projeto (CAD4D, 5D, nd); OBJETIVO INTEGRAÇÃO TOTAL colaboração, coordenação e gerenciamento de informações.

25 interoperabilidade e integração Uma idéia: BIM? Como substantivo: Building Information Model uma instância populada de um modelo de dados de edificações que contém dados multi-disciplinares para uma edificação em particular de forma não-ambígua.

26 interoperabilidade e integração Uma idéia: BIM? Como ação : Building Information Modeling o ato de criar um modelo BIM BIM = entendido como um processo!

27 interoperabilidade e integração BIM Ideia que evoluiu desde a década de 60 De acordo com a National Building Information Modeling Standard (NBIMS, 2007), a BIM pode ser entendida em três níveis de abstração: como um produto, como uma ferramenta (sistemas/software) e como um processo.

28 BIM e termos similares... 3D, object-oriented, AEC-specific CAD (by Autodesk) Building Product Model (Professor Charles M. Eastman) Virtual Building (Graphisoft) Virtual Building Environment (Bentley) BuildingSMART (IFC ) Virtual Design and Construction (VDC)

29 O que BIM não-é... Um modelo 3D isolado, sem inteligência adicionada. Não precisa usar forma 3D de representação. É a informação que interessa, não a representação Uma representação 2D é também usada em BIM Não é uma aplicação única, isolada. Um modelo BIM é, tipicamente, o resultado do uso coordenado de várias aplicações trabalhando de forma colaborativa e compartilhada.

30 Building Information Modeling... É a criação e uso de coordenada consistente e computável de informação sobre um projeto/empreendimento de construção em projeto em construção em operação/gestão e manutenção.

31 Relacionamento hierárquico das informações

32 BIM evolution and... open BIM representa três funções separadas, mas linked Modelagem um processo de negócios 2. Modelo a representação digital 3. Gerenciamento (Managament) a organização/empresa e o controle

33 OPEN BIM OPEN BIM is a universal approach to the collaborative design, realization and operation of buildings based on open standards and workflows. OPEN BIM is an initiative of buildingsmart International (bsi) and several leading software vendors using the open buildingsmart Data Model. The BIM evolution continues with OPEN BIM - buildingsmart, 2012 (

34 Modelagem de produto na construção Uso de modelos digitais multidimensionais: * 1. Modelo único com características geométricas e funcionais 2. Modelagem paramétrica variacional para AEC 3. Interoperabilidade 4. Em todo o ciclo de vida de uma construção Constituídos por: objetos com parâmetros e comportamento * Essência do BIM, Eduardo Toledo/USP

35 Modelagem de produto x 3D Organização hierárquica e semântica Interpretação inequívoca Extração automática de informações Significado preservado ao longo do ciclo de vida

36 Modelagem paramétrica

37 Comportamento Objetos e procedimentos (algoritmos encapsulados)

38 Modelo Estrutura de informação que permite integrar diferentes fases de desenvolvimento. Semântica dá significado ao objeto e coerência nas suas representações de acordo com o contexto de uso Instâncias de objetos e representações: relatórios: plantas, cortes, elevações e perspectivas

39

40 1999 Eastman et al. (1974) An Outline of the Building Description System Research Report No. 50. Carnegie-Mellon University 2008 Charles Eastman (Chuck)

41 interoperabilidade e integração Todos participam Dados legais Dados georeferrenciados Dados financeiros Dados de projeto (design) BIM Especificicações Dados do proprietário /cliente Dados de demanda/ oferta Dados ambientais NIBS National Building Information Modeling Standards Committee

42 Software/Sistemas/Aplicativos Orientação a objetos Um objeto representa uma instância de coisas usada em AEC que incluem: Componentes físicos Espaços Processos (AECO-FM) Pessoas e organizações envolvidas Relacionamentos entre objetos

43 Tipos de aplicações BIM Geometria/forma (arquitetura, estruturas,...) Requisitos code checking, ambientais,... Projeto de engenharia, análises, modelagem e simulação: estruturas, ar-condicionado, instalações elétricas, instalações hidráulicas, energia, acústica, térmica, iluminação,... Sustentabilidade vida útil dos serviços, impacto ambiental, custo acumulado,... Planejamento e gerenciamento da construção Estimativas de custo e tempo, gerenciamento, riscos,... Operação e manutenção Gerenciamento de ativos, ordens de serviço, avaliação, helpdesk,... Reforma, desmanche e demolição

44 Colaboração Um modelo BIM serve como um recurso de conhecimento compartilhado para informação sobre uma construção formando uma base confiável para tomada de decisão ao longo do ciclo de vida da construção. Uma premissa básica do processo BIM é a colaboração entre as diferentes partes interessadas/envolvidas em diferentes fases do ciclo de vida da construção/edificação para inserir, extrair, atualizar ou modificar informação no modelo BIM para suporte e reflexão sobre os papéis de cada envolvido Um modelo BIM é uma representação digital baseada em padrões abertos de interoperabilidade.

45

46 Modelagem BIM é como um processo de montagem e não um processo de desenho. Simula o mundo real. Precisa de bibliotecas abrangentes de objetos.

47 GrupoTIC - CESEC / UFPR Ambiente Colaborativo de Projeto CADnD CNPq Fundação Araucária CAPES/Pró-Engenharias FINEP

48 BIM e o Mercado Brasileiro Tecnologia no Brasil - através dos centros de pesquisas das universidades e grandes empresas da construção civil (Gafisa, Método, Matec). Poder público... algumas ações, como o Exército Brasileiro (link) e o DNIT... só projetos em BIM. GT na Caixa Econômica Federal estratégia p/ regulamentação. ABNT e CEE-134 Modelagem da Informação da Construção Batalhão do Exército Modelado

49 Referências Eastman et al. BIM Handbook. Apresentações: Eduardo Toledo Santos, USP. Sergio Scheer, UFPR. Jealva Fonseca, Syene. Grupos de pesquisa UFPR, USP, Unicamp. ABNT Empresas e entidades GAFISA, AsBEA, Sinduscon. CBIC e ANTAC políticas de CTI para construção civil, 2013.

50 Rede BIM Brasil e Rede TIC.HIS Modelagem e representação de produto para projetos de engenharia de construção em múltiplas dimensões integração de sistemas (CAPES ) TIC aplicadas à construção de HIS com destaque para a BIM como suporte ao processo de gerenciamento de projetos, simulação de desempenho e operação de edificações (FINEP )

51 Rede BIM-Brasil Rede TIC.HIS

52 BIM origens Origem do conceito: anos 70 Charles Eastman BPM em engenharia Origem do termo: final anos 80 Jerry Laiserin representação digital de um processo de construção Primeiras aplicações: 1987 Archicad (Graphisoft) 1992 Frank Gerhy e equipe especializada depois o DP 1993 Escritório ONUMA, Inc (Japão e EUA) desenvolve e utiliza BIM 1999 Solibri (Finlândia)

53

54 BIM e o Mercado Brasileiro Tecnologia no Brasil - através dos centros de pesquisas das universidades e grandes empresas da construção civil (Gafisa, Método, Matec). Poder público... algumas ações, como o Exército Brasileiro (link) e o DNIT... só projetos em BIM. GT na Caixa Econômica Federal estratégia p/ regulamentação. ABNT e CEE-134 Modelagem da Informação da Construção Batalhão do Exército Modelado

55 Referências Eastman et al. BIM Handbook. Apresentações: Eduardo Toledo Santos. USP. Sergio Roberto Leusin de Amorim. GdP+ e UFF. Jealva Fonseca, Syene. Grupos de pesquisa UFPR, USP, Unicamp. Governo MDIC, Mcidades, ABDI Empresas e entidades GAFISA, AsBEA, Sinduscon. CBIC e ANTAC políticas de CTI para construção civil, 2013.