CRIAÇÃO AUTOMÁTICA DE EAP EM BIM A PARTIR DE...

1º Simpósio Brasileiro de Tecnologia da Informação e Comunicação na Construção

10º Simpósio Brasileiro de Gestão e Economia da Construção

8 a 10 de novembro de 2017 ‐ Fortaleza ‐ Ceará ‐ Brasil

CRIAÇÃO AUTOMÁTICA DE EAP EM BIM A PARTIR DE

PROGRAMAÇÃO VISUAL COMPUTACIONAL

FERREIRA, Emerson A. M. (1); COSTA, Carolina F. (2); ROSA, Leonardo J. R. (3); PASSOS, Carla S. O. (4); PINTO, Ricardo L. M. (5)

(1) Prof. Dr., UFBA, e-mail: [email protected] (2) Graduanda, UFBA, e-mail: [email protected], (3) Graduando, UFBA, e-mail: [email protected], (4) Engenheira, Gráfico Empreendimentos, e-mail: [email protected], (5) Engenheiro, Gráfico Empreendimentos, e-mail: [email protected]

RESUMO

O desenvolvimento do setor da construção civil passa pela elaboração de projetos com melhor representação e detalhamento do processo executivo, com capacidade de fornecer informações para o planejamento, orçamento, execução e controle de obras. O BIM (Modelagem da Informação da Construção) vem no propósito de atender estas necessidades do setor, e para a sua melhor utilização, devem ser desenvolvidas diretrizes que auxiliem a implantação e otimização dos processos. O objetivo deste trabalho é desenvolver um método para criação automática de EAP (Estrutura Analítica de Projeto). Para isso, foi feita uma revisão bibliográfica sobre o tema, buscando avaliar diferentes métodos e alternativas existentes. Em parceria com uma empresa construtora, foi desenvolvido um projeto piloto em BIM que possibilitou analisar e discutir a questão dos sistemas de codificação de serviços e insumos utilizados pela empresa, e automatizar o processo de inserção dos códigos nos elementos dos modelos virtuais. A padronização de códigos e a associação entre os itens do planejamento e do modelo agilizam e facilitam os processos de planejamento e orçamento. Com base nas necessidades da empresa e nas possibilidades oferecidas pelos software utilizados, foram discutidos e avaliados diferentes métodos para automatização deste processo e identificadas boas práticas. As principais ferramentas utilizadas neste trabalho foram os software Revit, NavisWorks e MS Project, empregados no desenvolvimento dos modelos, no planejamento e no orçamento de obras, e o Dynamo, para criação de EAP a partir da geração e manipulação de parâmetros de projeto através de programação visual computacional.

Palavras-chave: BIM, EAP, Dynamo.

ABSTRACT

The civil construction evolution requires an enhanced design process that enables a better representation and execution process detailing to provide accurate information for planning, budgeting, execution and construction control. BIM (Building Information Modeling) aims to meet the construction sector needs, and for its full potential leverage, guidelines should be developed to support processes implementation and optimization. The objective of this study is to develop a method for automatic creation of WBS (Work Breakdown Structure). A bibliographic review was performed in order to understand which approaches have been used on this subject, seeking to evaluate different methods and alternatives. In partnership with a construction company, it was developed a BIM model which allowed the analysis and discussion of the company’s code system and automate the code inserting process into the model elements. Code standardization and the association between planning and modeling items streamline and facilitate planning and budgeting processes. Based on the company needs and the possibilities offered by the software used, different automation methods for this process were discussed, evaluated and good practices were identified. The main tools utilized in this work were the software Revit, NavisWorks and MS Project, used in the models development, planning and budgeting, and Dynamo, for the WBS creation from the generation and manipulation of design parameters through computational visual programming.

Keywords: BIM, WBS, DYNAMO.

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SIBRAGEC - SBTIC 2017 – de 8 a 10 de Novembro – FORTALEZA - CE

1 INTRODUÇÃO

O desenvolvimento do setor da construção civil passa pela elaboração de projetos com melhor representação e detalhamento do processo executivo, e com capacidade de fornecer informações para o planejamento, orçamento, execução e controle de obras. O BIM (Modelagem da Informação da Construção) vem no propósito de atender estas necessidades do setor, através de uma filosofia de trabalho que integra arquitetos, engenheiros e construtores (AEC) na elaboração de um modelo virtual preciso, capaz de gerar um banco de dados que contém informações topológicas, subsídios para orçamento, cálculo energético e previsão das fases de construção entre outras atividades (MENEZES, 2011). De acordo com o National Institute of Building Sciences (NIBS, 2015), o Modelo da Informação da Construção é uma representação digital das características físicas e funcionais de uma instalação, fornecendo uma base sólida para as decisões desde o início do seu ciclo de vida, e servindo como fonte de conhecimento compartilhado de recursos para a obtenção de informações sobre a instalação.

A crescente adoção da tecnologia BIM evidenciou a necessidade da formatação de diretrizes para ordenar os diversos sistemas e subsistemas componentes de uma edificação nesta base de dados (ECKHOLM e HÄGGSTRÖM, 2011). Ainda de acordo com Ekholm (1996 apud ASFARI e EASTMAN, 2016), na indústria da construção civil, a utilização de sistemas de classificação é fundamental quando se trata de especificações, estruturação de documentos, cálculo de custos, troca de informações, etc. A classificação das informações de forma consistente, acordada por todos os participantes, facilita a comunicação clara da intenção e reduz a incidência de mal-entendidos, conflitos e desperdício de recursos. Isso é particularmente importante na indústria da construção porque as partes envolvidas geralmente mudam de projeto para projeto (NATSPEC, 2008).

Foram analisados diferentes sistemas de classificação, buscando identificar as melhores alternativas para classificação das informações em projetos, tendo como base o projeto piloto desenvolvido em parceria com uma empresa construtora. O objetivo deste trabalho é desenvolver um método para criação automática de EAP (Estrutura Analítica de Projeto), utilizando um padrão que atenda às necessidades da empresa, visando aperfeiçoar os processos de planejamento e orçamento.

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 Sistemas de Classificação da Informação e Estrutura Analítica de Projeto

Na construção civil, os Sistemas de Classificação da Informação têm como objetivo organizar documentos advindos do processo da construção, estruturar os conteúdos de documentos individuais de maneira consistente, coordenar a informação entre documentos individuais em um grupo de documentos, facilitar a comunicação entre diferentes membros da equipe de projeto e a interoperabilidade de sistemas digitais NATSPEC (2008).

Existem atualmente diversos sistemas de classificação para a construção civil, desenvolvidos por diferentes países e instituições. Alguns dos mais populares em escala internacional são o OmniClass e o UniClass, classificações facetadas compostas por 15 e 11 tabelas respectivamente, e o Masterformat e o Uniformat, classificações hierárquicas compostas por uma tabela única subdividida em níveis.

No Brasil, desde 2009, vem sendo desenvolvida pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) a primeira norma sobre BIM no país, que busca padronizar códigos

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utilizados em projetos de construção. “Para que o sistema de classificação da informação da construção atendesse de forma satisfatória os diversos agentes AEC, fez-se necessária a análise da estrutura que melhor servisse aos interesses da indústria brasileira, levando-se em conta suas peculiaridades regionais” (AMORIM e SILVA, 2011). O Sistema em desenvolvimento tem como base a classificação OmniClass e será composto por 13 tabelas que, combinadas, irão possibilitar a classificação de qualquer elemento construtivo. A norma ainda está em desenvolvimento e apenas 4 das 7 partes em que foi subdividida foram divulgadas até o momento.

O PMI (2013) define EAP como uma “decomposição hierárquica do escopo total do trabalho a ser executado pela equipe do projeto a fim de alcançar os objetivos do projeto e criar as entregas requeridas”. Segundo Burek (2011) e Salomé (2015), não existe uma única forma correta de se construir uma EAP, o importante é que o código final faça sentido, representando tudo que será entregue como solução do projeto, e que seja aceito por todos os participantes.

2.2 Parametrização em BIM

Os elementos no Revit, ferramenta utilizada neste trabalho, contêm informações relevantes para o desenvolvimento de um projeto, como peso, volume e área, entre outras. Entretanto, é preciso complementá-las com os dados necessários para a orçamentação e planejamento, com associações através de códigos predefinidos (LEUSIN et al., 2012). Existem algumas maneiras de se inserir estas informações no modelo e uma delas é através de Keynotes (notas-chave). De acordo com a Autodesk (2017), Keynotes são parâmetros disponíveis para todos os elementos do modelo e materiais, sendo os seus valores derivados de um arquivo de texto separado. “É possível termos diversos arquivos Keynotes.txt, cada um organizado conforme um sistema de orçamento, ou seja, um adequado ao SINAPI, outro conforme a classificação PINI, etc.” (LEUSIN et al., 2012). O keynote vem inicialmente configurado com algumas divisões do sistema Masterformat.

Outro método de se inserir informações externas no modelo é através dos parâmetros. Segundo a Autodesk (2017), os parâmetros armazenam e comunicam informações sobre os elementos do modelo, sendo utilizados para definir e modificar elementos assim como para apresentar as informações nos identificadores e tabelas. Existem diferentes tipos de parâmetros no Revit, entretanto, para a identificação de elementos, os parâmetros compartilhados e de projeto são os mais adequados visto que ambos podem ser criados e editados pelo usuário e aparecem em tabelas. De acordo com a Autodesk (2017), parâmetros compartilhados podem ser utilizados em múltiplas famílias ou projetos, e as definições dos parâmetros ficam armazenadas em um arquivo de texto separado, podendo ser subdivididos em duas categorias: parâmetros de tipo (englobam todos os elementos de um mesmo tipo) e parâmetros de instância (próprio de cada elemento). Os parâmetros de projeto funcionam de forma semelhante aos parâmetros compartilhados, tendo como diferença mais relevante o fato de que não é possível compartilhá-los com outros projetos nem armazená-los em arquivos externos. Entretanto, é possível adicionar um parâmetro compartilhado aos parâmetros de projeto.

Para o caso de utilização dos sistemas OmniClass ou Uniformat para classificação, o Revit apresenta dois parâmetros de tipo que vêm configurados com arquivos externos contendo esses sistemas. O Assembly Code (código de montagem) traz a classificação Uniformat enquanto que o OmniClass traz a tabela 23 da classificação de mesmo nome. Este último, entretanto, não classifica famílias de sistema, como paredes, por exemplo. (GOMEZ, 2015)

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2.3 Dynamo

A Autodesk (2017) define o Dynamo como um ambiente de programação autônomo que permite aos usuários criar uma lógica visual para explorar conceitos paramétricos e automatizar tarefas projetando fluxos de trabalho que direcionam a geometria e o comportamento de modelos de projeto. Os chamados fluxos, ou rotinas, são criados a partir da conexão entre “nós virtuais”, onde cada nó possui uma função e campos de entrada e saída de dados, o que permite conectá-los entre si. Associado com o Revit, o Dynamo é uma ferramenta que pode aperfeiçoar diversos processos em um modelo.

3 METODOLOGIA

O empreendimento que serviu como base para o desenvolvimento do projeto piloto em BIM compreende um conjunto habitacional de casas populares localizado no interior da Bahia. O desenvolvimento do projeto com a empresa construtora possibilitou a discussão de diversas questões relativas ao processo de implementação do BIM, sendo uma delas referente ao sistema de classificação da informação a ser utilizado.

Inicialmente, foi feita uma revisão bibliográfica a respeito dos sistemas de classificação da informação utilizados em escala nacional e internacional, buscando identificar qual seria a melhor alternativa para este projeto. Após discutir com a empresa e definir um sistema padrão para classificação, foi estudado, dentro das possibilidades dos software, como esta informação poderia ser integrada aos modelos virtuais, de forma automática.

Em seguida foram desenvolvidos os modelos e as rotinas para automação do processo de criação da EAP e, posteriormente, foram avaliados os resultados em relação à contribuição para a rapidez e eficácia das etapas de planejamento e orçamento.

Para o desenvolvimento dos modelos virtuais foi utilizado o software Revit, da Autodesk, tendo o Dynamo como uma ferramenta auxiliar fundamental para o processo de inserção de códigos. Para o planejamento e orçamento foram usados os software NavisWorks, também da Autodesk, e o MS Project, da Microsoft.

4 ESTUDO DE CASO

Após a análise de diferentes sistemas de classificação, concluiu-se que as classificações internacionais não atendem de forma satisfatória, visto que, determinadas peculiaridades da indústria da construção nacional não são abordadas e os códigos gerados com parte desses sistemas são muito extensos, trazendo por vezes informações não relevantes para a empresa em estudo, e que a codificação nacional ainda em desenvolvimento, dificultava a sua utilização.

Dessa forma, decidiu-se desenvolver um código próprio para a empresa, baseado na codificação já utilizada. Para associar as informações do planejamento e orçamento ao modelo, foi definido que o código de classificação seria a própria EAP do projeto, representando as entregas do trabalho e a classificação dos elementos, com as informações necessárias para utilização em projetos futuros. O código criado possui 4 campos principais que trazem informações de identificação do projeto, dos serviços e da localização dos elementos, como apresentado na Figura 1.

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Figura 1 - Composição do código EAP desenvolvido.

Fonte: Os autores

Posteriormente à definição do código, foram identificadas duas alternativas para a inserção desta informação no modelo virtual desenvolvido no Revit: utilizar os keynotes ou os parâmetros.

O keynote funciona como um parâmetro de tipo e a EAP desenvolvida tem caráter individual, variando de acordo com o serviço e a localização do elemento. Logo, um tipo de elemento possuirá diferentes codificações e o keynote não permite a adição de mais de um código em um mesmo tipo. Além disso, o mesmo provém de um arquivo externo, exigindo que este último tenha sido desenvolvido previamente com todas as informações que se deseja utilizar. Neste trabalho, onde a EAP desenvolvida possui diversos campos variáveis, a depender do projeto, este processo seria muito laborioso.

Logo, decidiu-se trabalhar com parâmetros. Foi definido que cada campo do código será representado por um parâmetro diferente e a EAP final, que corresponde àquela apresentada no planejamento, será um parâmetro compartilhado de instância composto pela junção dos demais parâmetros em ordem pré-determinada. O campo CPS, assim como a EAP, é composto por outros campos e por isso será desenvolvido da mesma forma. Todos os parâmetros criados são compartilhados, o que permite utilizá-los em outros arquivos, sendo adicionados aos parâmetros do projeto como de tipo ou instância de acordo com a sua função no código. Os campos Bloco, Tipologia e Tipo são parâmetros de instância inseridos na janela de informações do projeto; os campos Int/Ext, Área, Grupo de Serviço e Serviço são parâmetros de tipo; os parâmetros CPS, EAP e Apartamento são parâmetros de instância e o campo nível foi extraído automaticamente dos próprios elementos do Revit.

A vantagem deste processo é que não é necessário possuir um banco de dados de EAP: a mesma é automaticamente criada a partir do que foi informado para cada campo. Os parâmetros de tipo adicionados a um elemento, por exemplo, ficam salvos no template do Revit e não precisam ser inseridos no modelo a cada novo projeto, a não ser que ocorra uma mudança no código. Os parâmetros de instância ainda precisam ser manualmente inseridos, porém, o uso da ferramenta filtro, na vista adequada, acelera esse processo. Entretanto, encontrou-se um obstáculo no processo de união desses

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parâmetros visto que o Revit não oferece a possibilidade de criação de um parâmetro associando valores de outros. Para resolver esta questão foi utilizado o Dynamo.

Foi desenvolvida no Dynamo uma rotina capaz de unir valores de diferentes parâmetros e inserir o resultado dessa união em um parâmetro de instância. A rotina considera todos os parâmetros como variáveis e ao unir os parâmetros x e y, por exemplo, forma-se um código z, que unificado ao parâmetro w forma o código k e assim sucessivamente até ser formado o código desejado. Foram desenvolvidas duas rotinas desse tipo no mesmo arquivo: a primeira cria o CPS e a segunda a EAP, como mostra a Figura 2.

Figura 2 – Rotinas desenvolvidas no Dynamo para criação de EAP e CPS e identificação dos nós utilizados

Fonte: Os autores

As rotinas são complementares e ambas trabalham apenas com uma categoria de elementos, dessa forma, é preciso ter um conjunto dessas duas rotinas para cada categoria do modelo, o que pode ser feito em um mesmo arquivo do Dynamo. A Figura 3 exemplifica um elemento codificado no Revit.

Figura 3 – Exemplo de codificação de um elemento de parede no Revit

Fonte: Os Autores

5 DISCUSSÃO

A automação do processo de criação da EAP torna mais ágil o processo de codificação de elementos do modelo, o que facilita o planejamento e o levantamento de quantitativos, por pacote de trabalho, no software NavisWorks. Após importar o modelo

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e o arquivo do planejamento é possível associar, através de regras, o campo referente à EAP deste último com o parâmetro EAP presente nos elementos do modelo (Figura 4). Dessa forma, é possível criar um cronograma do processo construtivo de forma rápida e eficiente, levantar quantitativos e executar a simulação virtual da obra.

Figura 4 – Associação dos elementos do modelo com os itens do planejamento no NavisWorks

Fonte: Os autores

O processo de orçamento pode ser realizado tanto pelo Revit como pelo NavisWorks. No Revit, é possível extrair quantitativos de materiais ou elementos e associar o custo unitário para obter um custo total; é possível filtrar e organizar itens utilizando a EAP.

No NavisWorks, trabalha-se com catálogos de custos, possuindo um catálogo para itens e outro para recursos, que são associados aos elementos do modelo para se obter o orçamento. No caso do projeto piloto, a empresa possui um software próprio para orçamento que trabalha com um sistema de códigos. A EAP desenvolvida possui em um dos campos o código referente ao orçamento, logo é possível extrair somente este campo do código e utilizá-lo para orçamento.

6 CONCLUSÃO

O trabalho atingiu o resultado esperado, desenvolvendo um método eficaz para criação automática da EAP dentro do próprio modelo virtual, o que permitiu que este último conversasse mais facilmente com arquivos e informações externas. A partir do planejamento básico, por exemplo, é possível simular rapidamente todo o processo construtivo, e avaliar alternativas, o que é muito interessante para o planejamento, gestão e orçamento da obra. Apesar de ter atendido as necessidades do projeto, pretende-se trocar, utilizando o Dynamo, a EAP desenvolvida para a empresa, pelo sistema de codificação nacional desenvolvido pela ABNT, assim que o mesmo for completamente divulgado.

Como continuidade deste trabalho serão desenvolvidos testes com a ferramenta Dynamo analisando todo o seu potencial, buscando identificar mais situações onde seria possível aplicá-la para aperfeiçoar processos no desenvolvimento de um projeto em BIM. No Navisworks, serão desenvolvidos processos para associar os catálogos de orçamento com os elementos do modelo e os itens do planejamento de forma automatizada.

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REFERÊNCIAS

AMORIM, S.R.L.; SILVA, J.C.B. A contribuição dos sistemas de classificação para a tecnologia BIM - Uma abordagem teórica. 5° Encontro de Tecnologia de Informação e Comunicação na Construção. Salvador. 2011.

ASFARI, K.; EASTMAN, C.M.A. Comparison of Construction Classification Systems Used for Classifying Building Product Models. In: 52nd ASC Annual International Conference Proceedings. Georgia Institute of Technology. Atlanta, Georgia. 2016.

AUTODESK. AutoDesk Knowledge Network. 2017. Disponível em: <https://knowledge.autodesk.com>. Acesso em: 20 abr. 2017.

AUTODESK. Computational BIM design software. Autodesk. 2017. Disponível em <https://www.autodesk.com/products/dynamo-studio/overview>>. Acesso em: 22 abr. 2017.

BUREK, P. Influence of the scope statement on the WBS. In: PMI Global Congress 2011 - North America. PMI. Dallas. 2011.

EKHOLM, A.; HÄGGSTRÖM, L. (2011). Building classification for BIM – Reconsidering the framework. Proceedings of the CIB W078-W102: 2011 Joint International Conference. Sophia Antipolis, France; 26-28 October.

GOMEZ, A. Revit OmniClass, Keynote and Assembly Code type parameters. Modelical. 2015. Disponível em: <https://www.modelical.com/en/revit-omniclass-keynote-and-assembly-code-type-parameters/ >. Acesso em: 2 mai. 2017.

LEUSIN, S.; CANELLAS, R.; CAPISTRANO, L. Integração entre o Revit, o orçamento e o planejamento de obras com uso de Keynotes. AutoDesk University Brasil 2012. São Paulo, 2012. Disponível em: <http://damassets.autodesk.net/content/dam/au/Brasil-2014/documents/materialapoio/2012/AUBR-45_Apostila.pdf>. Acesso em: 4 mai. 2017.

MENEZES, G. L B. B. 2011. Breve Histórico de implantação da plataforma BIM. Cadernos de Arquitetura e Urbanismo. 21º sem. de 2011, Vol. 18, 22, pp. 153-171.

NATIONAL INSTITUTE OF BUILDING SCIENCES (NIBS). National BIM Standard - United States Version 3. Washington, 2015. Disponível em: < http://https://www.nationalbimstandard.org> Acesso em: 17 mai. 2017.

NATSPEC. Information classification systems and the Australian construction industry. Austrália, 2008 Disponível em: <http://natspec.com.au/images/PDF/TR02_Information_classification_systems.pdf>. Acesso em: 26 abr. 2017.

PROJECT MANAGEMENT INSTITUTE (PMI). Um Guia do Conhecimento em Gerenciamento de Projetos (GUIA PMBOK). 5ª Edição. Pennsylvania: Project Management Institute, 2013. 567 p.

SALOMÉ, B.R. Gerenciamento de escopo em projetos de TI: estudo de caso em uma instituição financeira brasileira. 2015. 114 f. Dissertação (Mestrado em Ciências), Universidade de São Paulo, São Paulo. 2015.

ORIGEM DO ARTIGO

O presente artigo é originado de uma pesquisa de iniciação científica desenvolvida no programa de Graduação do Curso de Engenharia Civil na Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à FAPESB pelo apoio recebido.

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