Modelagem da Informao da Construo

BIM Sergio Scheer

TC045 Gerenciamento de Projetos

2013

Agenda

Um pouco de histria

BIM conceitos Interoperabilidade

Colaborao

Programas e usos

Cenrio atual Mundo

Brasil

Pesquisas e aplicaes

Ineficincias do enfoque tradicional

Produtividade

Modelos 3D Reviso de Manufaturabilidade usa modelos 3D:

identificar os mtodos de fabricao mais produtivos;

identificar reas de difcil fabricao;

simular (animao) a fabricao para anlise e proposio de mtodos alternativos;

Ainda mais: produo de desenhos 2D por fatiamento do 3D;

flexibilidade de impresso em diferentes formatos;

maquete eletrnica e instrues para manufatura.

Construtibilidade PUC-Rio 1988-94

6

Inovao de Processos e Modelos 3D

O modelo 3D a chave da integrao de CAD/CAM/CAE com planejamento.

Modelo 3D de todos os componentes (e-mock-up = maquete eletrnica)

Os processos a partir do modelo 3D tem uma viso de negcios com olhos do processo de fabricao.

Evitam: problemas de fabricao, ordens de servio mal-especificadas, retrabalho e acidentes devido a projeto inconveniente.

CAD3D = (x,y,z) geometria

CAD4D = geometria + tempo/etapas

CAD5D = CAD4D + custos/oramentos

CADnD = n dimenses especficas

projetos e vises particulares arquitetnico, estrutural, instalaes projetos especiais

acessibilidade, sustentabilidade, regulamentaes

construo

ciclo de vida gerenciamento de instalaes (FM) manuteno

Salford Univ

4D-PS CIFE/Stanford

2000-2003

Interoperabilidade de Sistemas

Informaes: Modelo nico para armazenamento de toda a informao

de um projeto (CAD4D, 5D, nD Building Information Modeling - BIM);

Adoo de um modelo padronizado distribudo (CORBA, IFC, XML).

OBJETIVO => INTEGRAO TOTAL

colaborao, coordenao e gerenciamento de informaes.

Swire Properties' One Island East Project in

Hong Kong won an award for its use of BIM

Interoperabilidade: um desafio

interoperabilidade

ABNT NBR 14136

Problemas essenciais ou acidentais?

Sintticos ou semnticos ?

Tomada Americana Europia

Brasileira

Troca e Comunicao de Dados

IFC Industry

Foundation Classes

STEP

The Standard for Exchange of Product data model

IFC2x(4) baseada no STEP/ISO10303 aprovada ISO/PAS 16739

Interoperabilidade

buildingSMART

1994 - Industry Alliance for Interoperability : um consrcio formado por 12 empresas norte-americanas

buscando a interoperabilidade de software na construo;

1996 - passou a se chamar International Alliance for Interoperability;

2006 - passou a se chamar BuildingSMART, passou a dar foco na comunicao, produtividade, custos e

qualidade no ciclo de vida da edificao.

http://www.buildingsmart.org

O que a buildingSMART ?

captulos pelo mundo:

Benelux, China, French Speaking, German Speaking, Iberian

Alliance, Italia, Japan, Korea, Middle East, Nordic, North

America ,Norway, Singapore, and UK & Ireland

Organizao internacional neutra e nica sem fins lucrativos suportando o

desenvolvimento de padres open BIM

para todo o ciclo de vida das edificaes.

Objetivos

IFC Schema

Dictionrio

Requisitos de intercmbio

Processos de referncia

Documentos SMART

Estabelecer um padro de intercmbio e compartilhamento

de dados orientado a objetos de edificaes virtuais com:

O que so IFC (Industry Foundation Classes)

IFC representam uma estrutura de modelo de dados para

compartilhar dados de construo civil entre vrias aplicaes no

setor de AEC-FM.

Modelo de dados IFC um modelo de dados orientado a objetos

baseado em definio de classes representando objetos (elementos,

processos, formas, espaos, etc) que so usados por sistemas

durante um projeto de construo ou de operao e manuteno

(AECO-FM).

http://www.buildingsmart-tech.org/

Model Support Group / Implementation Support Group

Information For Construction

IFC

ISO/PAS 16739 = IFC2x plaform

Documentao online IFC2x Edition 3 ou IFC2x3

http://www.buildingsmart-tech.org/ifc/IFC2x3/TC1/html/

IFC2x4 ou IFC4 maro 2013

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 --------------------------------------------- */

...

Alguns desafios para as IFC

a definio de um formato padro p/ descrever modelos BIM;

Define como a informao deve ser provida/armazenada para todos os estgios do ciclo de vida de uma edificao;

Se relaciona diretamente com cada objeto ...;

Pode ser usada com pouca at toda a informao;

Pode conter dados para geometria, clculo, quantitativos, gesto de instalaes, oramentao, ... para muitos profissionais diferentes;

Qual informao para cada demanda deve ser conhecida?

Diferentes sistemas (ou um s) produzindo o mesmo modelo?

Basta solicitar arquivos IFC em um projeto?

XML e padres na Construo Civil

eXtensible Markup Language (~HTML) marcao de dados

descrio de dados estruturados

bcXML projeto E-construct (e-commerce)

aecXML (IAI)

ebXML

ifcXML IFC2x

Interoperabilidade

Normatizao

ABNT / CEE 134: Comisso Especial de Estudo Modelagem da Informao da Construo (BIM)

NBR ISO 12006-2:2010 Construo de edificao organizao da informao da construo Parte 2: Estrutura para classificao de informao

NBR 15965-1:2011 Sistema de classificao da informao da construo Parte 1: Terminologia e estrutura

NBR 15965-2:2011 Sistema de classificao da informao da construo Parte 2: Caractersticas dos objetos da construo

GT Componentes BIM diretrizes para desenvolvimento de bibliotecas de componentes

NBR ISO 12006:2 Classes:

Resultado da construo

Processo da construo

Recurso da construo

Propriedade/caracterstica

Parte de unidade

de construo

RECURSO DA

CONSTRUO

PROCESSO DA

CONSTRUO

PROPRIEDADE /

CARACTERSTICA

Tem uma ou

vrias

RESULTADO DA

CONSTRUO

Tem uma ou

vrias

usado

em

Tem uma ou

vrias

Resultado de servio

de construo

Gesto

Processo

construtivo

Ciclo de vida da unidade

de construo

Etapa de

empreendimento

Produto de construo

Apoio construo

Agente da construo

Informao da construo

um tipo de

Elemento

Unidade de construo

Complexo de construes

Espao

Elemento

projetado

um tipo de

um tipo de

um tipo de

Ocorre durante

Ocorre durante

um tipo de

um tipo de

um tipo de

um tipo de

um tipo de

um tipo de

um tipo de

Tem uma ou

vrias

Tem um ou

vrios

Composto por uma

ou vrias

especializado

conforme o

Composto por uma

ou vrias

Pode ser vista

como parte ou o

todo de

projetado

(detalhado)

Pode ser vista

como parte ou o

todo de

Vai resultar

em

Usina,

equipamento

Gerente de

demolio

Projeto como

construdo e

informao da

manuteno

Informao de

referencia para

demolio

Unidade construda

Operrios

Cliente, equipe de

projeto

Unidade de construo

projetada

Requisitos do

cliente, relatrio

de projeto

Requisitos gerais,

informao para

projeto

PRODUO

Meios de projetoINCEPO/

PROJETO

Produtos de

construo

Usina,

equipamentoOperarios

Projeto para

produo,

especificaes

etc.

Informao de

referencia para

produo

Gerente de

produo

USO E

MANUTENO

Produtos de

construo

Meios de

construo

ETAPA DO

CICLO DE VIDA

DE UNIDADE DE

CONSTRUO

Produtos de construo/ meios

RECURSOS

OperriosProjetistas,

gerentes

Agentes de construo

Informao de

referncia

Informao de

projeto

Informao da construo

DECOMISSIO-

NAMENTO E

DEMOLIO

RESULTADO

Unidade de construo

demolida

Unidade com manuteno

Produtos de

construo (peas

de reposio)

Usina,

equipamentoOperarios

Projeto como construdo (as-built).

Informao de

referencia para

manuteno

Gerente de

manuteno,

engenheiros

Recursos e resultados para vrias etapas do ciclo de vida de unidades de construo. Classes e as relaes gerais entre elas

Um Sistema de Classificao de Informao da Construo

Interoperabilidade de Sistemas

Informaes: Modelo nico para armazenamento de toda a informao

de um projeto (CAD4D, 5D, nD);

OBJETIVO INTEGRAO TOTAL

colaborao,

coordenao e

gerenciamento de informaes.

interoperabilidade

Uma idia: BIM ?

Como substantivo:

Building Information Model uma instncia populada de um modelo de

dados de edificaes que contm dados multi-disciplinares para uma edificao em particular de forma no-ambgua.

interoperabilidade e integrao

Uma idia: BIM ?

Como ao:

Building Information Modeling o ato de criar um modelo BIM BIM = entendido como um processo!

interoperabilidade e integrao

BIM

Ideia que evoluiu desde a dcada de 60

De acordo com a National Building Information Modeling Standard (NBIMS, 2007), a BIM pode ser entendida em trs nveis de abstrao:

como um produto,

como uma ferramenta (sistemas/software) e

como um processo.

interoperabilidade e integrao

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)

O que BIM no- ...

Um modelo 3D isolado, sem inteligncia adicionada.

No precisa usar forma 3D de representao. a informao que interessa, no a representao

Uma representao 2D tambm usada em BIM

No uma aplicao nica, isolada. Um modelo BIM , tipicamente, o resultado do uso

coordenado de vrias aplicaes trabalhando de forma colaborativa e compartilhada.

Building Information Modeling...

a criao e uso de coordenada

consistente e

computvel

de informao sobre um projeto/empreendimento de construo

em projeto

em construo

em operao/gesto e manuteno.

Relacionamento hierrquico das informaes

BIM evolution and ... open

BIM representa trs funes separadas, mas linked...

1. Modelagem um processo de negcios

2. Modelo a representao digital

3. Gerenciamento (Managament)

a organizao/empresa e o controle

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)

http://www.buildingsmart.org/organization/OPEN%20BIM%20ExCom%20Agreed%20Description%2020120131.pdf

Modelagem de produto na construo

Uso de modelos digitais multidimensionais: * 1. Modelo nico

com caractersticas geomtricas e funcionais

2. Modelagem paramtrica variacional para AEC

3. Interoperabilidade

4. Em todo o ciclo de vida de uma construo

Constitudos por:

objetos com parmetros e comportamento

* Essncia do BIM, Eduardo Toledo/USP

Modelagem de produto x 3D

Organizao hierrquica e semntica

Interpretao inequvoca

Extrao automtica de informaes

Significado preservado ao longo do ciclo de vida

Modelagem paramtrica

Comportamento

Objetos e procedimentos

(algoritmos encapsulados)

Modelo

Estrutura de informao que permite integrar diferentes fases de desenvolvimento.

Semntica d significado ao objeto e coerncia nas suas representaes de acordo com o contexto de uso

Instncias de objetos e representaes: relatrios: plantas, cortes, elevaes e perspectivas

Charles Eastman (Chuck)

Eastman et al. (1974) An Outline of the Building Description System

Research Report No. 50. Carnegie-Mellon University

1999

2008

Todos participam

Dados de projeto

(design)

Dados do proprietrio

/cliente Dados ambientais

Especificicaes

Dados financeiros Dados

legais

Dados de

demanda/

oferta

Dados

georeferrenciados

BIM

NIBS National Building Information Modeling Standards Committee

interoperabilidade e integrao

Software/Sistemas/Aplicativos

Orientao a objetos

Um objeto representa uma instncia de coisas usada em AEC que incluem:

Componentes fsicos

Espaos

Processos (AECO-FM)

Pessoas e organizaes envolvidas

Relacionamentos entre objetos

Tipos de aplicaes BIM

Geometria/forma (arquitetura, estruturas, ...)

Requisitos code checking, ambientais, ...

Projeto de engenharia, anlises, modelagem e simulao: estruturas, ar-condicionado, instalaes eltricas, instalaes

hidrulicas, energia, acstica, trmica, iluminao, ...

Sustentabilidade vida til dos servios, impacto ambiental, custo acumulado, ...

Planejamento e gerenciamento da construo Estimativas de custo e tempo, gerenciamento, riscos,...

Operao e manuteno Gerenciamento de ativos, ordens de servio, avaliao, helpdesk, ...

Reforma, desmanche e demolio

Colaborao Um modelo BIM serve como um recurso de conhecimento

compartilhado para informao sobre uma construo formando uma base confivel para tomada de deciso ao longo do ciclo de vida da construo.

Uma premissa bsica do processo BIM a colaborao

entre as diferentes partes interessadas/envolvidas

em diferentes fases do ciclo de vida da construo/edificao

para inserir, extrair, atualizar ou modificar informao no modelo BIM

para suporte e reflexo sobre os papis de cada envolvido

Um modelo BIM uma representao digital baseada

em padres abertos de interoperabilidade.

Modelagem BIM como um processo de montagem e no um processo de desenho.

Simula o mundo real.

Precisa de bibliotecas abrangentes de objetos.

Ambiente Colaborativo de Projeto

CNPq

Fundao Araucria

CAPES/Pr-Engenharias

FINEP

CADnD

GrupoTIC - CESEC / UFPR 2012-2014

BIM e o Mercado Brasileiro

Tecnologia no Brasil - atravs dos centros de pesquisas das universidades e grandes empresas da construo civil (Gafisa, Mtodo, Matec).

Poder pblico ... algumas aes, como o Exrcito Brasileiro (link) e o DNIT ... s projetos em BIM.

GT na Caixa Econmica Federal estratgia p/ regulamentao.

ABNT e CEE-134 Modelagem da Informao da Construo

Batalho do Exrcito Modelado

Referncias

Eastman et al. BIM Handbook.

Apresentaes: 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 polticas de CTI para construo civil, 2013.

Modelagem e representao de produto para projetos de engenharia de construo em mltiplas dimenses

integrao de sistemas (CAPES 2008-2013)

Rede BIM Brasil e Rede

TIC.HIS

TIC aplicadas construo de HIS com destaque para a BIM como suporte ao processo de gerenciamento de projetos,

simulao de desempenho e operao de edificaes (FINEP 2011-2013)

http://www.redebimbrasil.org.br http://pesquisatichis.blogspot.com.br/

Rede BIM-Brasil

Rede TIC.HIS

BIM origens

Origem do conceito: anos 70 Charles Eastman BPM em engenharia

Origem do termo: final anos 80 Jerry Laiserin representao digital de um processo de construo

Primeiras aplicaes: 1987 Archicad (Graphisoft)

1992 Frank Gerhy e equipe especializada depois o DP

1993 Escritrio ONUMA, Inc (Japo e EUA) desenvolve e utiliza BIM

1999 Solibri (Finlndia)

BIM e o Mercado Brasileiro

Tecnologia no Brasil - atravs dos centros de pesquisas das universidades e grandes empresas da construo civil (Gafisa, Mtodo, Matec).

Poder pblico ... algumas aes, como o Exrcito Brasileiro (link) e o DNIT ... s projetos em BIM.

GT na Caixa Econmica Federal estratgia p/ regulamentao.

ABNT e CEE-134 Modelagem da Informao da Construo

Batalho do Exrcito Modelado

Referncias

Eastman et al. BIM Handbook.

Apresentaes: 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 polticas de CTI para construo civil, 2013.