BIM Modelagem da Informação da Construção - panorama de potencialidades e desafios

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1 BIM Modelagem da Informação da Construção - panorama de potencialidades e desafios Universidade Federal do Paraná

2 Agenda Integração de sistemas 3D/4D/5D/nD... Interoperabilidade Colaboração BIM Conceito Padronização e IFC Usos e adoção Redes BIM-Brasil e TIC.HIS

3 PUC-Rio Construtibilidade Modelos 3D Revisão de Manufaturabilidade: 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.

4 ICAD / PUC-Rio 1993 Modelo de Integração / Processos processo de projeto processo de planejamento modelo modelo 3D ADS Windows DDE de planejamento AutoCad12 e Primavera objetos lista de objetos BD atividade fabricação, montagem, orçamento, compras, controle processos executivos

5 ICAD / PUC-Rio 1993 Aplicação dos Modelos 3D (1) Medição de Serviços Planejamento e Modelo 3D Levantam.de Quantidades

6 ICAD / PUC-Rio 1993 Aplicação (2) Planejamento e Modelo 3D: simulação visual vistas em duas datas da construção CAD4D

7 Prototipação Virtual Product Structure DB Server Web Server File Server HMD or BOOM Avatar STEP Design Space Large Stereoscopic Screen ACIS Non-immersive Collaborative VR Distributed Virtual Prototype Team Structure Network: TCP/IP ATM Non-immersive VR Non-CAD users Team Piping Team Mechanics Product data (model) exchange and access interface (1999)

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 UFPR Ambiente para integração de projeto em CAD4D com acompanhamento da execução de uma construção dentro de ambiente Internet/Web.

10 Tele-presença CAD 3D Planejamento e Acompanhamento

11 CAD3D PROJETO ESTRUTURAL (Eberick) Jorge Mikaldo Júnior e,

12 CAD3D PROJETO ELÉTRICO (Lumine) Jorge Mikaldo Júnior e,

13 CAD3D PROJETO HIDROSSANITÁRIO (Hydros) Jorge Mikaldo Júnior e,

14 CAD3D COMPATIBILIZAÇÃO 3D INFORMAÇÕES=> (IF S) INTEGRAÇÃO MATRIZ DOS DE MODELOS INFORMAÇÃO 3D Jorge Mikaldo Júnior e,

15 GrupoTIC.UFPR, Extranet de Projeto (SIGEP) * INTERFACE (Níveis: Projetos ->Atividades -> Tarefas) * INTERAÇÃO (Sistema Usuário / Usuário Usuário) * ESTRUTURAÇÃO DE DADOS (Rep. de arquivos/registro de comunicação) ARQUITETO CALCULISTA INSTALAÇÕES CONSULTORES CONSTRUTOR CONTRATANTE

16 Ambientes Colaborativos Construção Civil: Empreendimentos únicos volume de informações; Processos dinâmicos - alterações; Equipes de empreendimento diferentes participantes; necessidade de adaptação.

17 Um case de Inovação Empreendedorismo Incubação de empresa Integração de sistemas: gestão de obras via webe computação móvel computação e comunicação móveis = convergência de tecnologias

18 uma extranet corporativapara para o planejamento e controle de obras no nível operacional, com a coleta e sincronização de dados a partir de computadores de mãono canteiro de obras.

19 Interoperabilidade de Sistemas Informações: Modelo únicopara 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.

20 interoperabilidade Definição Interoperabilidade a habilidade de interagir de componentes desenvolvidos independentemente Comunicação significativa Intercâmbio de dados ou serviços

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

22 Testes de interoperabilidade Marina Müller, PPGCC/UFPR, 2011 VIGA QUE FOI QUEBRADA DURANTE A EXPORTAÇÃO (DEVERIA SER UM ELEMENTO ÚNICO) VIGAS COM ERROS GEOMÉTRICOS- À ESQUERDA VIGA CUVA PARTICIONADA E À DIREITA VIGA COM FURO

23 CARVALHO, Michael Antony, PPGECC 2012 Análise de eficácia de interoperabilidade no formato IFC de modelos BIM 18 fluxos testados

24 Descrição dos Fluxos Fluxo 1 Apenas um elemento inerente não reconhecido; Analized As!!! CARVALHO, M. A. Análise de Eficácia de Interoperabilidade no Formato IFC de Modelos BIM: Estudos de uso em Projetos de Concepção Arquitetônica e de Estruturas

25 Descrição dos Fluxos Fluxo 17

26 Grupos de software

27 Resumo -Experimentos

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

29

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

31 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

32 BIM na visão da buildingsmart Dados IFC - ISO 16739

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

34 Information For Construction O que são IFC (Industry Foundation Classes) IFC representam uma estrutura de modelo de dadospara compartilhar dados de construção civil entre várias aplicações no setor de AEC-FM. Modelo de dados IFCé 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

35 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 */...

36 Normalização 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

37 NBR ISO 12006:2 Classes: Resultado da construção Processo da construção Recurso da construção Propriedade/característica Recursos e resultados para várias etapas do ciclo de vida de unidades de construção. Classes e as relações gerais entre elas

38 Um Sistema de Classificação de Informação da Construção

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

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

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

42 interoperabilidade e integração BIM Ideia que evoluiu desde a década de 60 De acordo com o 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.

43 interoperabilidade e integração BIM definition by National (US) BIM Standard "A BIM is a digital representation of physical and functional characteristics of a facility. As such it serves as a shared knowledge resource for information about a facility forming a reliable basis for decisions during its lifecycle from inception onward.

44 NBIMS-US Version 2 É um conjunto de normas: De Referência: IFC 2x3, W3C XML, OmniClass Tables 13,21 22,23,32 e 36 IFD Library Update 2012 Troca de informações: COBie, IDM/MVD, validação de projeto, validação de programas, análise energética e levantamento de quantitativos Boas práticas: Guias de planejamento de execução, Minimum BIM, requisitos de coordenação MEP, manuais de informação para planejamento, execução e gerenciamento Anexos

45 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)

46 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.

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

48 Relacionamento hierárquico das informações CIM

49 BIM evolution and... open BIM representa trêsfunções separadas, mas com relacionamentos entre elas: 1. Modelagem um processo de negócios 2. Modelo a representação digital 3. Gerenciamento a organização e controle

50 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 (http://www.buildingsmart.org/organization)

51 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

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

53 Modelagem paramétrica

54 Comportamento Objetos e procedimentos (algoritmos encapsulados)

55 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

56 Modelagem de produto e edificações Eastman et al. (1974).An Outline of the Building Description System. Research Report No. 50. Carnegie-Mellon University. Van Nederveen e Tolman (1992). Modelling multiple views on buildings. Automation in Construction. White paper Autodesk 2003 REVIT 2002 / Phillip Bernstein Jerry Laiserin Newsletter BIM as the digital representation of the building process; Graphisoft ArchiCAD -"Virtual Building 1987; Bentley Systems -"Integrated Project Models Vectorworks -"Building Information Modeling" to facilitate exchange and interoperability of information in digital format.

57 1999 Eastman et al. (1974) An Outline of the Building Description System Research Report No. 50. Carnegie-Mellon University 2008 Charles Eastman (Chuck)

58 interoperabilidade e integração BIM e atores POWER = colaboração com sucesso usando BIM P O W E R product information sharing organisational roles synergy work processes coordination environment for teamwork reference data consolidation Rizal Sebastian, (2011) "Changing roles of the clients, architects and contractors through BIM", Eng., Constr. and Archit. Management, Vol. 18 Issue 2, pp

59 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

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

61 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

62 Coordenação de projetos

63 ERROR: stackunderflow OFFENDING COMMAND: ~ STACK:

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