uso de servidores bim em ambientes de projeto

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA E CONSTRUÇÃO
USO DE SERVIDORES BIM EM AMBIENTES DE PROJETO
COLABORATIVO
Aluno: Sergio Ricardo Souza Leal de Queiroz
Orientadora: Profa. Dra. Regina Coeli Ruschel
Campinas, 1º Semestre de 2012
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SERGIO RICARDO SOUZA LEAL DE QUEIROZ
USO DE SERVIDORES BIM EM AMBIENTES DE PROJETO
COLABORATIVO
Projeto de pesquisa apresentado à Fundação de Amparo
à Pesquisa do Estado de São Paulo como um dos
requisitos ao requerimento de bolsa de mestrado.
Orientadora: Profa. Dra. Regina Coeli Ruschel
Campinas, 1º semestre de 2012
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Sumário
1 Introdução........................................................................................................................ 1
1.1 Justificativa ................................................................................................................ 2
2 Objetivos.......................................................................................................................... 3
3 Materiais e Métodos ........................................................................................................ 4
4 Cronograma de Trabalho................................................................................................. 7
5 Resultados Esperados..................................................................................................... 8
6 Referências ..................................................................................................................... 9
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Resumo
Servidores BIM (Building Information Modelling) são sistemas de banco de dados que
permitem ambientes de projetos colaborativos na área de AEC (Arquitetura, Engenharia e
Construção), através do compartilhamento das informações entre os participantes. A fraca
colaboração entre os envolvidos no trabalho, tais como projetistas, construtores e
fornecedores, normalmente provoca perdas de eficiência e produtividade, tornando clara a
necessidade de uma forte interação entre os agentes. Como os servidores BIM podem
auxiliar esta problemática? Servidores BIM podem ser configurados de determinadas
maneiras, que podem emprestar ao projeto colaborativo mais eficiência, resultando numa
melhor cooperação e colaboração entre os participantes. O objetivo desta pesquisa é
propor opções de configuração de dois servidores BIM que atendam ao ambiente de
projeto colaborativo com um ou múltiplos agentes projetistas. No método para avaliação
dos resultados, serão experimentadas situações de projeto colaborativos, cada uma delas
com um servidor BIM diferente. Nos experimentos, serão mensuradas três características
das informações transacionadas: a integridade, os direitos autorais do objeto e a
separação das autoridades entre os agentes. Com essa pesquisa, espera-se que os
resultados fomentem o uso adequado e eficiente dos servidores BIM, além de propor
soluções práticas aos desafios da colaboração multidisciplinar na aplicação do conceito
BIM.
Palavras-Chave: BIM, modelo de informação, servidores de banco de dados, projeto
colaborativo.
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1 Introdução
Segundo (Eastman et al., 2008) BIM (Building Information Modelling) é uma
tecnologia de modelagem e processos associados para produzir, comunicar e analisar
modelos de edifícios. O uso de BIM na indústria de AEC está fundamentada no conceito
de interoperabilidade e na colaboração entre os diversos profissionais. Desta forma o
projeto colaborativo em AEC suportado pelo conceito de BIM é fundamentado no
desenvolvimento do modelo de informação compartilhada, na utilização de verdadeiros
elementos digitais de AEC disponibilizados em bibliotecas de classes de objetos, na
parametrização de todas as informações do edifício (propriedades e comportamentos), na
geração automatizada da documentação e no vínculo bidirecional entre documento e
modelo.
O modelo de informação (modelo BIM) pode ser compartilhado por meio de quatro
formas diferentes de trocas de arquivos, definindo diferentes níveis de colaboração
(ISIKDAG; UNDERWOOD, 2010). Estas formas de troca de modelos BIM podem ser: (1)
troca física de arquivos, (2) compartilhamento entre aplicativos, (3) compartilhamento em
banco de dados centralizado ou (4) em banco de dados federativos. A primeira forma de
colaboração é a mais simples e também a mais ineficiente; o modelo BIM é salvo numa
mídia física e distribuído entre participantes do processo de projeto. Este formato de
colaboração permite, como no processo de projeto tradicional, a proliferação de versões
de modelos inconsistentes entre si. A segunda forma de colaboração já é mais evoluída e
precisa, mas ainda limitada ao contexto de aplicações computacionais e disciplinas
específicas, pois requer ligações diretas entre aplicativos. A terceira e quarta forma de
colaboração são mais abrangentes, pois permitem a colaboração ampla, distribuída e
precisa ao mesmo tempo. O modelo de informação é encapsulado num sistema de banco
de dados que mantém sua integridade num contexto de edição síncrona e assíncrona por
um ou múltiplos agentes. O sistema de banco de dados pode ser centralizado e único ou
distribuído e composto por múltiplos bancos de dados (federativo).
Servidores BIM (BIM Server) são softwares do tipo SGBD (Sistemas de
Gerenciamento de Banco de Dados) que persistem os objetos do edifício e os
compartilham com os agentes envolvidos no projeto. O propósito de um BIM Server é
atender a troca íntegra de informações entre os agentes ao longo do ciclo de vida do
empreendimento, de forma que sua edição, síncrona ou assíncrona, garanta os direitos
autorais do objeto, isto é, que a edição do objeto considere a autoridade do agente criador
do objeto, respeitando os parâmetros e comportamentos públicos e privados do objeto.
1.
Projeto de Pesquisa para Mestrado – FEC/UNICAMP 2012 ...........................................................................................
1.1
Justificativa
De acordo com (Simoff; Mary, 2000), (Kvan, 2000), (Kalay, 2006) e (Hamid, 2007) o
projeto de arquitetura, engenharia e construção (AEC) é um processo social que muitas
vezes envolve organizações distribuídas, inclusive geograficamente, com profissionais de
múltiplas habilidades, além de leigos com seus próprios fundamentos e visões sobre o
projeto exigido, requerendo, portanto efetiva colaboração.
Segundo Coelho e Novaes (2008), com o passar do tempo, os construtores ficaram
mais distanciados das atividades de projeto e os projetistas ficaram mais longe da
execução dos sistemas por eles projetados. Esta perda de elos entre os participantes, fez
com que a atividade construtiva passasse a ter altos índices de desperdício.
Segundo (Kvan, 2000), a fraca colaboração se deve ao fato de que o projeto
colaborativo em AEC é praticado por meio de ações paralelas de especialistas,
executadas entre atividades conjuntas de negociação e avaliação. Desta forma, a
atividade de projeto é discreta, individual e paralela. Projetistas agem como especialistas
individuais abordando fatores de projeto a partir de suas perspectivas.
A consequência dessa fraca cooperação entre os envolvidos nos trabalhos,
normalmente, provoca perdas de eficiência e produtividade (DAWOOD et al., 2002) Esse
é um problema que as empresas vêm enfrentando, ou seja, a dificuldade em visualizar
corretamente o planejamento de uma obra no espaço (HEESOM; MAHDJOUBI, 2003-a).
Fica clara a necessidade de uma forte interação entre os agentes, minimizando a
possibilidade de erros, retrabalhos, perdas de eficiência e defeitos.
Entretanto, busca-se constantemente vencer este cenário de colaboração discreta.
Em recente e extensa revisão bibliográfica, (ACHTEN; BEETZ, 2009) observaram que
pesquisas sobre projeto colaborativo desenvolvem-se em torno dos temas: suporte,
metodologia, teoria, modelos, tecnologia, educação e outros. Pesquisas sobre o suporte
ao projeto colaborativo abordam o desenvolvimento de aplicativos como: (1) ambientes
3D virtuais para desenvolvimento e discussão de modelos, (2) aplicações assíncronas e
síncronas de comunicação, (3) comunidades sociais e (4) aplicativos específicos para
apoio ao processo colaborativo.
Os requisitos técnicos para a colaboração em sistemas de banco de dados são: de
gerenciamento do modelo de informação (controle de versões e integridade), gestão de
projeto para apoio e registro da tomada de decisão (ferramentas de comunicação e
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Projeto de Pesquisa para Mestrado – FEC/UNICAMP 2012 ...........................................................................................
documentação), de segurança de dados (controle de acesso e níveis de permissão de
edição) e de configuração do sistema. Entretanto, estudos de casos em BIM Servers
reportam limitações existentes nestes tipos de sistemas que podem atrapalhar a evolução
necessária em colaboração: recurso não dinâmico de ajustes de configuração, interface
complexa e confusa, gerenciamento dos dados não amigáveis, falta de ferramentas de
comunicação e sistema de ajuda e tutoriais insuficientes (ISIKDAG; UNDERWOOD,
2010).
2 Objetivos
Servidores BIM podem ser configurados de determinadas maneiras, que podem
emprestar ao projeto colaborativo mais eficiência, resultando numa melhor cooperação e
colaboração entre os participantes. O objetivo desta pesquisa é propor opções de
configuração de dois servidores BIM que atendam ambientes de projeto colaborativo com
um ou múltiplos agentes projetistas. Com isso, múltiplas soluções são esperadas para a
colaboração multidisciplinar na aplicação do conceito BIM.
Figura 1: Integração entre projetos de pesquisa
Fonte: Projeto de Pesquisa – Edital Chamada CNPQ/CAPES 07-2011
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3 Materiais e Métodos
A pesquisa será exploratória. Com base nos objetivos estabelecidos, dois
servidores BIM foram escolhidos para o experimento: O Autodesk Bluestreak e o BIMSERVER.
O Autodesk Bluestreak é uma solução de colaboração baseada em cloud computing,
que permite às equipes de projeto de AEC colaborar e coordenar seu trabalho com
eficiência. Combina funcionalidades de compartilhamento de arquivos até notificações
instantâneas de mudanças. O ambiente está disponível em <http://bluestreak.autodesk.
com>. As funcionalidades oferecidas são: registro de acesso e gestão de usuários por
meio de definições de grupo de trabalho; compartilhamento de documentos e relatórios
através de diretório especificado; trabalho distribuído em tempo real; comunicação
síncrona entre os projetistas que utilizam somente ferramentas (softwares) de autoria
Revit. A interface ambiente é estruturada de modo semelhante ao utilizado pelas redes
sociais, i.e., há um campo com todos os comentários e ações realizadas, outro com todas
as conexões de usuários e um último referente aos grupos que compartilham
informações. Esta abordagem permite diálogo informal entre os usuários, e quando o
aplicativo é instalado no desktop, as notificações são instantâneas, podendo-se manter
conversas entre projetistas em tempo real.
O BIM-SERVER é uma plataforma de colaboração baseada no padrão IFC (industry
foundation classes). O sistema faz a integração de modelos BIM mantido num repositório
das informações de construção onde arquivos IFC são interpretados por um núcleo e
armazenados em um banco de dados. As funcionalidades oferecidas pela ferramenta
possibilitam consultas, junção com detector de interferências e filtros de modelos, além do
suporte a múltiplos usuários; várias pessoas podem trabalhar em suas respectivas partes,
enquanto a base é atualizada em tempo real. Os envolvidos podem receber notificações
das mudanças. O ambiente é open source e está disponível em <http://bimserver.org>.
Arquivos IFC são modelos de dados destinados a descrever a construção e dados
do setor de construção. É uma especificação neutra e aberta, que não é controlada por
um único fornecedor ou grupo de fornecedores. É um formato de arquivo baseado em
objeto com um modelo de dados desenvolvido pela buildingSMART (International Alliance
for Interoperability, IAI), para facilitar a interoperabilidade, na arquitetura, engenharia e
indústria de construção (AEC), e é um formato comumente usado para Building
Information Modeling (BIM).
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Figura 2: Screenshot do Bluestreak
Figura 3: Logomarca do BIM-SERVER
Considerando as funcionalidades próprias dos servidores BIM, tais como gestão de
usuários, banco de dados que consolida o modelo através de cada transação,
compartilhamento de documentos e relatórios, recursos de visualização, trabalho
distribuído em tempo real e comunicação síncrona entre as partes, o Bluestreak não
oferece a funcionalidade de consolidação de modelos a partir de transações com o banco
de dados e também a funcionalidade de recursos de visualização, e o BIM-SERVER não
oferece a funcionalidade de comunicação síncrona entre os projetistas.
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Dois cenários de colaboração entre os agentes do processo de projeto de AEC
formarão o ambiente da pesquisa. Em ambos os cenários o modelo de informação não
circula livremente entre agentes, e sim são centralizados em um Servidor BIM.
Figura 4: Cenário A
A ferramenta de compartilhamento apenas funciona como repositório de modelos
Figura 5: Cenário B
a função do repositório de modelos incorpora funções de integração entre modelos
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4 Cronograma de Trabalho
CRONOGRAMA – 2012
ATIVIDADES
MESES DO ANO
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F
M
J MJ
A
A
S
O
N
D
m
1 Fundamentação Teórica
1.1 Disciplinas
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X
X
X
X
X
X
X
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1.2 Revisão Bibliográfica
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X
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1.3 Projeto de Pesquisa
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X
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2 Configuração dos Equipamentos
3 Análise Experimental
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X
X
4 Analise Numérica
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X
X
X
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X
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5 Análise dos Resultados
6 Redação do Exame de Qualificação
7 Defesa da Qualificação
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X
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5 Resultados Esperados
Servidores BIM podem ser configurados de determinadas maneiras, que podem
emprestar ao projeto colaborativo mais eficiência, resultando numa melhor cooperação e
colaboração entre os participantes.
As funcionalidades dos servidores BIM podem ser configuradas, e mensuradas
quantitativamente e qualitativamente, conforme os cenários de colaboração entre os
agentes do processo de projeto de AEC.
É possível compreender as funcionalidades dos servidores BIM como sendo
recursos para subsidiar múltiplas soluções de configuração, que em última análise podem
inserir qualidade nas três características das informações transacionadas no modelo do
banco de dados: a integridade, os direitos autorais do objeto e a separação das
autoridades entre os agentes.
Com essa pesquisa, espera-se que os resultados fomentem o uso adequado e
eficiente dos servidores BIM, além de propor soluções práticas aos desafios da
colaboração multidisciplinar na aplicação do conceito BIM.
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6 Referências
ACHTEN, H.; BEETZ, J. What Happened to Collaborative Design? In: CONFERENCE ON EDUCATION
AND RESEARCH IN COMPUTER AIDED ARCHITECTURAL DESIGN IN EUROPE. 27., 2009, Istanbul.
Proceedings … Istanbul: eCAADe & ITL/YTU: 358-365 p. 2009.
COELHO, S; NOVAES, C. Modelagem de Informações para Construção (BIM) e ambientes colaborativos
para gestão de projetos na construção civil, 2008.
DAWOOD, N; SRIPRASERT, E.; MALLASI, Z; HONNS, B. 4D visualization development: Real Life Case
Studies. International Council for Research and Innovation in Building and Construction. CIB W78
conferência. Aarhus School of Architecture, 2002.
EASTMAN, C.; TEICHOLZ, P.; SACKS, R.; LISTON, K. BIM Handbook: A guide to Building Information Modeling for
owners, managers, designers, engineers, and contractors. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2008. 490 p.
HAMID, B. Mapping Design Process into Process Design: Implementing Collaborative Design from
Social Psychological Approaches. In: CONFERENCE ON EDUCATION IN COMPUTER AIDED
ARCHITECTURAL DESIGN IN EUROPE, 24, Frankfurt. Procedings …, Frankfurt:eCAADe, , p. 711-716.
2007.
HEESOM, D.; MAHDJOUBI, L. Technology Opportunities and Potential for the Virtual Construction Site –
Volume 1: Emerging Research Initiatives. Universidade de Wolverhampton, 2003.
ISIKDAG, U.; UNDERWOOD, J. Two design patterns for facilitating Building Information Model-based synchronous
collaboration. Automation in Construction, v. 19, n. 5, p. 544-553,
ISSN 09265805. Disponível em: <
http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2009.11.006 >.
KALAY, Y.E. The impact of information technology on design methods, products and practices. Design
Studies, v. 27, n. 3, p. 357-380, May 2006. doi:10.1016/j.destud.2005.11.001.
KVAN, T. Collaborative design: what is it? Automation in Construction, v. 9, n. 4, p. 409-415, July 2000.
SIMOFF ,S, J; MARY,L. M. Analysing participation in collaborative design environments. Design Studies, v
21 p. 119-144, 2000 <www.elsevier.com/locate/destud>
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