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A transformação digital global da indústria de arquitetura, engenharia e construção (AEC) está ganhando força à medida que os governos impulsionam a adoção de políticas de Modelagem de Informações de Construção ( BIM ). À medida que a conversa começa nos Estados Unidos, as indústrias além da AEC também se beneficiam dos padrões BIM. O valor das políticas governamentais de BIM é mais amplamente reconhecido a cada dia, e novos fóruns para colaboração entre governos e a indústria privada estão surgindo.

O BIM oferece a promessa de colaboração contínua entre as partes interessadas e entre as disciplinas com modelagem 3D inteligente nas fases de projeto, construção e operação de um ativo construído. Projetos baseados em BIM que utilizam soluções em nuvem permitem a comunicação e coordenação entre equipes de projeto, dados e processos extensos e multidisciplinares.

Um projeto baseado em BIM geralmente resulta em uma melhor tomada de decisão e uma redução no tempo de design, tempo de construção e pedidos de alteração para muitos dos projetos de nossos clientes. O resultado são projetos inovadores mais lucrativos, entregues a custos mais baixos em menos tempo.

Custo-benefício do BIM

A Autodesk tem falado sobre os benefícios do BIM por décadas e liderado seu avanço nas indústrias que atendemos. Cada vez mais, a busca por esses benefícios e eficiências práticos colocou os governos no controle da digitalização da indústria de AEC. De acordo com Adam Matthews, chefe do fluxo internacional do Centre for Digital Built Britain, o programa BIM do Reino Unido custou cerca de US $ 5 milhões para ser implementado e resultou em 33% menos construção e custos de vida inteira de ativos construídos e entrega 50% mais rápida.

Matthews sempre fala sobre a motivação para a criação de uma política de BIM no Reino Unido. Ele explica que o governo “começou a analisar como podemos gerar economia”, estabelecendo melhores práticas de aquisição e construção. Matthews observa que a implementação de políticas de BIM não foi um programa apenas em prol da tecnologia. O Reino Unido adotou padrões BIM de nível 2 em 2016, exigindo BIM 3D colaborativo com dados anexados.

Algumas agências do governo dos Estados Unidos exigem o BIM para projetos de capital, mas as políticas e padrões são poucos e justificadamente inconsistentes entre essas agências porque são formuladas independentemente umas das outras. Embora isso apresente um desafio óbvio, a Autodesk pensa que é um ótimo ponto de partida para começar a discussão. Por quê? Simplificando, essas agências se tornaram defensoras e, como o sucesso do Reino Unido, os benefícios são claros.

Políticas BIM dos EUA: Iniciando uma Conversa  

As políticas de BIM dos EUA receberam um impulso em fevereiro, quando aproximadamente 40 líderes empresariais e governamentais se reuniram para discutir a necessidade de um programa coordenado para promover a colaboração e a inovação na indústria da construção.

Convocada pelo Instituto Nacional de Ciências da Construção ( NIBS ), a Mesa Redonda Executiva de Gerenciamento de Informações da Construção incluiu parceiros do Departamento de Estado dos EUA, Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA, Departamento de Assuntos de Veteranos dos EUA, Administração de Serviços Gerais dos EUA e Departamento de Transporte dos EUA Federal Highway Administration, junto com parceiros de negócios da Autodesk, Google, Microsoft, Epic Games, ESRI, HDR, Kieran-Timberlake e WSP.

Sandra Benson da Amazon Web Service, Chefe Mundial de Engenharia / Construção e Imóveis participou da mesa redonda e sugere que a adoção será impulsionada por “um programa focado na inovação com a adesão dos jogadores”. Sandra observa que os setores público e privado devem ser “galvanizados e à mesa”, e não há discordância sobre a “proposta de valor de padrões e políticas universais de BIM”. Ela acrescenta que agora é a hora de começarmos a trabalhar juntos para chegar lá.

Os padrões BIM têm implicações além dos players AEC tradicionais. Como a tecnologia permite a convergência de setores e processos, as empresas de mídia e entretenimento também têm um lugar à mesa. A Epic Games, mais conhecida por Fortnite, vê oportunidades para os padrões BIM permitirem a visualização no Unreal Engine, sua ferramenta avançada em tempo real.

Ken Pimentel, da Epic Games, que também participou da mesa redonda, explica: “As ferramentas de amanhã serão construídas com base nos dados de hoje”. Ken reconhece gêmeos digitais, cidades inteligentes e outras formas de inovação “só podem ser implantadas de forma eficiente se os dados BIM subjacentes forem coerentes entre edifícios, cidades e regiões”.

A esperança de Ken é que o envolvimento da Epic Games no programa de BIM dos EUA “resulte em uma perspectiva mais inclusiva quanto às implicações e oportunidades das políticas de BIM, levando a dados mais inteligentes, ferramentas de alta qualidade e padrões mais elevados para todos”.

Adicionar o valor de “tempo” ou “a quarta dimensão” em um modelo 3D fornece agendamentos precisos e precisões de planejamento de materiais e recursos, para rastrear projetos no local visualmente e melhorar o desempenho da construção.

A programação visual ou reforço de uma camada de tempo em modelos 3D BIM oferece aos interessados no projeto a capacidade de identificar fluxos de trabalho paralelos. A construção acelerada requer processos e ferramentas com visão de futuro como 4D BIM transforma fluxos de trabalho de projeto com base no monitoramento de progresso eficiente, mitigação de risco e coordenação aprimorada.

Empreiteiros e proprietários adotam o BIM para obter uma sequência de fases da construção planejada e compará-la com os cronogramas de construção reais. Conforme os projetos avançam por vários marcos, as informações em BIM são detalhadas e refinadas com base nas condições de construção, desenhos de fábrica, etc. Esses recursos podem ser aproveitados para analisar e resolver conflitos de construção no local.

Desafios do projeto enfrentados durante a construção

4D BIM resolve uma série de desafios de projeto para empreiteiros, arquitetos e outras partes interessadas.

Atrasos na programação dos construtores com base na incapacidade de visualizar e resolver os problemas

Excesso de custos produzidos por retrabalho

Acidentes no local levando à perda de horas de trabalho

Logística imprecisa leva a atrasos na aquisição de materiais, resultando em construção de baixa qualidade

Colaboração insatisfatória entre equipes locais, levando a falhas de comunicação

Benefícios do BIM 4D

A adoção do BIM 4D pode ajudar substancialmente os empreiteiros e proprietários a alcançar uma maior precisão de planejamento e conformidade com os orçamentos definidos.

Melhor Planejamento

Com fluxos de trabalho digitalizados, os planejadores de projeto podem definir uma sequência de eventos, com a flexibilidade de melhorar seus planos com base em informações atualizadas. Com um planejamento melhor, empreiteiros e proprietários podem evitar retrabalho caro e desnecessário, remover conflitos de fluxo de trabalho e ter uma confirmação do que está por vir e como colocar os materiais e ferramentas certos no lugar e na hora certa.

Coordenação Interdisciplinar Aprimorada

Conflitos de fluxo de trabalho são desafios comuns enfrentados por empreiteiros. 4D BIM oferece benefícios valiosos em termos de coordenação funcional enquanto reduz a necessidade de realizar incontáveis horas de brainstorming improdutivo. A visualização precisa e direta dos eventos programados deixa claro que todas as disciplinas devem permanecer na mesma página e evita disputas de fluxo de trabalho.

Monitoramento de Projetos Aprimorado

Projetos complexos e de grande escala podem ser desafiadores para monitorar em uma base perpétua. A integração da animação de sequenciamento 4D permite que os interessados visualizem uma sequência passo a passo dos eventos que se desenrolam diante deles. Cada atividade, material e equipamento podem ser programados e registrados de forma simples. Acima de tudo, o monitoramento do projeto se torna mais prudente com 4D BIM, comparando desvios evidentes do plano original.

As simulações 4D BIM realistas permitiram que um cliente do Oriente Médio trabalhando em um projeto de dormitório ganhasse melhor controle do projeto no local. O planejamento aprimorado economizou tempo e custo de construção. TrueCADD apresentou o modelo 4D BIM livre de conflitos coordenado com cronogramas e datas precisas.

Prevenção e Resolução de Conflitos

Um discurso improdutivo nos canteiros de obras é um dos problemas mais comuns enfrentados pelos stakeholders. Um modelo 4D BIM compactado significa um único ponto de verdade colocado em um Common Data Environment (CDE). Esse recurso adiciona clareza e credibilidade ao projeto completo. Os conflitos são evitados e resolvidos rastreando a origem exata do problema e corrigindo-o com prioridade.

Dados e Locais de Construção mais Seguros

O aspecto de segurança de 4D BIM pode ser explicado através da segurança dos dados do projeto e segurança da força de trabalho no local. Os dados são armazenados em um local centralizado e seguro que evita violações de segurança ou perda de dados. Por outro lado, visualizar com precisão um conjunto completo de eventos e detalhes sobre a colocação de materiais, equipamentos e ferramentas ajuda a aumentar a segurança no local.

Compreender as várias fases da integração 4D em modelos 3D

A integração de 4D BIM no desenho 3D ajuda empreiteiros, proprietários e outros interessados a demonstrar uma sequência de eventos ao longo de toda a vida do projeto.

4D BIM em estágio de pré-projeto

Em 15 de agosto de 2020, a Autoridade Heath Dinamarquesa (Sundhedsstyrelsen) emitiu regulamentos que, entre outras coisas, exigiam a aplicação do distanciamento físico, tanto a bordo dos trens quanto nas instalações públicas. Em muitos casos, os regulamentos estabelecem uma meta de 50% da capacidade. Isso foi implementado em trens de longa distância com a implementação de reservas obrigatórias de assentos, que eram oferecidas gratuitamente com um aplicativo para celular.

No entanto, em trens suburbanos e metrôs, não há pessoal de atendimento ao cliente (condutores) a bordo dos trens e, portanto, ninguém disponível para fazer cumprir essas reservas. Os trens suburbanos de Copenhague têm tecnologia de contagem de passageiros e, portanto, a empresa ferroviária nacional, DSB, implementou um aplicativo para celular que pode exibir a porcentagem da ocupação atual de trens individuais em tempo real.

Infelizmente, o metrô de Copenhague opera em um horário contínuo e baseado em frequência, o que torna o rastreamento de trens individuais inviável nessa escala. Além disso, a falta de um cronograma significa que o fluxo de passageiros no metrô de Copenhague é um processo estocástico não planejado. No outono de 2020, os alunos Basthiann Bilde e Morten Andersen optaram por estudar uma pequena parte desse problema, o distanciamento social nas estações.

Com a cooperação da operadora de metrô de Copenhague, Metroselkabet A / S, Basthiann e Morten buscaram responder à pergunta: “Qual é o risco de exposição COVID ao se reunir na estação e embarcar no trem?”

Além disso, a pergunta de acompanhamento da Metroselkabet foi: “As metas de distanciamento social podem ser atendidas dentro dos limites do ambiente construído?” Um grande número de estações de metrô de Copenhague são subterrâneas, e não apenas os espaços físicos são fixos, mas os sistemas de ventilação dos espaços também são limitados. Até este ponto, a Metroselkabet desejava saber especificamente quais ajustes poderiam ser feitos rapidamente, nas limitadas horas de trabalho noturno.

Basthiann e Morten receberam dados de fluxo de passageiros e desenhos da planta baixa da estação direto da Metroselkabet, e eles tinham à disposição o software Bentley Legion para simulação de fluxo de pedestres. Uma análise de três estações características na rede descobre que existem alguns desafios de distanciamento social fundamentais que não podem ser resolvidos sem grandes mudanças na infraestrutura. No entanto, há esperança para outras soluções de mitigação e, no pior dos casos, o acesso ao sistema pode ser restrito, como é feito nos sistemas de metrô chineses.

Comportamento do passageiro e seleção do modelo

Para minimizar a complexidade do modelo, a análise foi limitada aos fluxos de hora de pico e pedestres caracterizados como “passageiros”. Uma questão significativa ao definir os parâmetros do modelo foi: “Com que rapidez nossos pedestres andam?” Esta pode parecer uma questão secundária relevante para a medida de distanciamento social, mas na verdade é central.

Uma relação de processo estabelecida há muito tempo chamada “Lei de Little” afirma que o inventário, os objetos em um espaço, estão diretamente relacionados à taxa de fluxo e velocidade dos objetos. Nesse caso, o número de passageiros na estação está diretamente relacionado ao volume de passageiros que circulam pela estação e sua velocidade.

Quanto mais passageiros houver na estação, menor será o distanciamento social, mas quanto mais rápido eles caminharem, menos ocuparão áreas específicas, melhorando o distanciamento social.

Diversas fontes foram consultadas para estabelecer parâmetros de velocidade de caminhada no modelo. A fonte mais convincente encontrada foi uma da Nova Zelândia, “Observações de campo para determinar a influência do tamanho da população, localização e fatores individuais nas velocidades de caminhada de pedestres” (Finnis e Walton, 2008).

Este estudo coletou 1.071 observações de quatro locais separados durante os dias da semana. Aproximadamente metade das observações foram rotuladas como “passageiros” e tiveram a velocidade de caminhada mais rápida e a menor variância. O intervalo de confiança de 95% de sua velocidade média (metros por minuto), com base na estatística t de um aluno, é o intervalo (93,305, 95,095), que concentra o parâmetro de entrada muito bem. Deve-se observar também que a velocidade média ao longo do conjunto de dados completo foi de 88,08;

Como advertência, os dados de Finnis e Walton oferecem velocidades mais rápidas do que outros estudos, o que pode distorcer os resultados (veja novamente a Lei de Little), retornando densidades de passageiros mais baixas. No entanto, este conjunto de dados publicado é muito mais detalhado do que outras fontes, o que justificou sua seleção no final. As velocidades de caminhada são implementadas no Bentley Legion a partir de uma distribuição Normal com média de 1,6 e sd 0,2.

O metrô de Copenhague hoje tem quatro linhas que são essencialmente dois sistemas separados de duas linhas cada. Os dois sistemas são cosmeticamente semelhantes, mas foram construídos com quase 20 anos de diferença, então eles têm sistemas de controle incompatíveis e não estão de fato conectados. Esta análise diz respeito à rede mais antiga, M1 / M2, que tem 22 estações.

Este sistema começa com uma linha compartilhada em Vanløse, passando pelo centro da cidade, e então se dividindo em Christianshavn, com uma perna indo para o aeroporto e a outra perna correndo paralelamente cerca de 2 quilômetros a oeste em uma nova região de desenvolvimento misto.

Uma classificação de três níveis é escolhida para agrupar as estações: pequena (menos de 7.000 passageiros por dia), média (7-20.000 passageiros por dia) e grande (mais de 20.000 passageiros por dia). Com esta classificação, existem 11 estações pequenas, 9 estações médias e 2 estações grandes. Nove das estações são subterrâneas e todas as estações têm uma plataforma central entre os dois trilhos direcionais.

Três estações representativas foram selecionadas para a análise. A maior, a estação Nørreport, é o centro de trânsito mais movimentado de Copenhague, perdendo apenas para a estação ferroviária central. Ele acomoda mais de 50.000 passageiros por dia apenas para o metrô.

Nørreport também fornece a transferência mais fácil do metrô para as principais linhas ferroviárias suburbanas e de longa distância, e ainda tem várias linhas de ônibus terminais acima do solo. A estação está tão movimentada que é proibido trazer bicicletas para dentro da estação durante os horários de pico.

As estações médias e pequenas são representadas pelas estações Forum e Øresund, respectivamente. Curiosamente, apesar de seu tráfego de passageiros muito menor, a estação Forum segue um modelo físico muito semelhante à estação Nørreport e quase todas as outras estações subterrâneas. A estação de pequena categoria, Øresund, atende uma área predominantemente residencial sem nenhuma transferência significativa para outras linhas de transporte.

Como foi referido no início, o metro de Copenhaga opera sem horário e sem reservas ou limites de deslocação dos passageiros, o que motivou o estudo da eficácia do distanciamento social destas linhas. O serviço opera com uma frequência de partidas quase contínua, com 34 partidas por hora em cada direção em cada uma das linhas M1 e M2. Um dos recursos de venda valiosos do metrô de Copenhague é a disponibilidade quase instantânea do serviço durante a maior parte do dia.

A primeira onda de infecções por COVID, e o resultante fechamento governamental da maioria das atividades não essenciais, alcançou por conta própria o distanciamento social buscado pelas autoridades de saúde dinamarquesas. A Figura 3 rastreia o tráfego de passageiros nas linhas M1 / M2 antes, durante e depois da primeira onda de infecção em 2020.

Três cenários de tráfego são estudados no modelo de distanciamento social: um alto, antes do nível COVID; um primeiro nível de recuperação médio; e um cenário futuro potencial em 75% do nível alto. O nível alto corresponde ao início de fevereiro de 2020, e o nível médio é medido de 26 a 28 de maio de 2020.

Simulação e análise na Bentley Legion

O distanciamento social é modelado por meio da medição da densidade de pessoas em uma planta baixa de estação simulada. Essas plantas baixas foram traçadas a partir de plantas baixas em PDF fornecidas pela Metroselskabet e validadas em relação às dimensões de amostra conhecidas das estações. O modelo de simulação mostra um padrão de chegada aleatória (quantidade) de passageiros que chegam à estação e, em seguida, amostra aleatoriamente sua velocidade de caminhada.

O modelo então simula o trajeto de cada passageiro desde a entrada da estação até o trem e vice-versa. Os dados são coletados em sua posição dinâmica e o pós-processamento produz mapas de calor da densidade de pessoas na estação.

A Bentley Legion implementa um modelo de simulação baseado em agente. Nesse caso, os “agentes” são os passageiros, também conhecidos como entidades em modelos de simulação discreta baseada em eventos. Um modelo baseado em agentes é aquele em que os agentes tomam decisões independentes de acordo com seu bem-estar individual máximo.

Este pode ser um cálculo bastante intensivo de acordo com a frequência com que o modelo é calibrado para revisar suas decisões de agente, já que cada revisão das decisões de um agente, então, potencialmente aciona uma reavaliação das decisões de muitos outros agentes, potencialmente levando a uma revisão exponencial de todos cálculos.

No Bentley Legion, cada passageiro (agente) deve tomar decisões racionais e calcular corretamente seu bem-estar e custos. Os caminhos da origem ao destino são calculados para um objetivo de custo mínimo. Esse objetivo inclui tempo e várias medidas de conforto e conveniência.

A Figura 4 apresenta a interface do usuário para um dos modelos de estação. As simulações foram dimensionadas em 2,5 horas do relógio de simulação, o equivalente a um ciclo completo de pico de viagens. Cada corrida coleta dados em aproximadamente 87 ciclos de chegada e partida de passageiros. O uso frequente é feito no modelo de “modificadores de direção”, para que os passageiros reajam de forma diferente a espaços especialmente restritos, escadas rolantes, etc.

Uma limitação do Bentley Legion nesta análise é que ele não distingue entre distanciamento social face a face e face a voltar. Em geral, acredita-se que o fluxo face a costas, ou fluxo unilateral, seja menos infeccioso.

Simulação e análise na Bentley Legion

O distanciamento social é modelado por meio da medição da densidade de pessoas em uma planta baixa de estação simulada. Essas plantas baixas foram traçadas a partir de plantas baixas em PDF fornecidas pela Metroselskabet e validadas em relação às dimensões de amostra conhecidas das estações. O modelo de simulação mostra um padrão de chegada aleatória (quantidade) de passageiros que chegam à estação e, em seguida, amostra aleatoriamente sua velocidade de caminhada.

O modelo então simula o trajeto de cada passageiro desde a entrada da estação até o trem e vice-versa. Os dados são coletados em sua posição dinâmica e o pós-processamento produz mapas de calor da densidade de pessoas na estação.

A Bentley Legion implementa um modelo de simulação baseado em agente. Nesse caso, os “agentes” são os passageiros, também conhecidos como entidades em modelos de simulação discreta baseada em eventos. Um modelo baseado em agentes é aquele em que os agentes tomam decisões independentes de acordo com seu bem-estar individual máximo.

Este pode ser um cálculo bastante intensivo de acordo com a frequência com que o modelo é calibrado para revisar suas decisões de agente, já que cada revisão das decisões de um agente, então, potencialmente aciona uma reavaliação das decisões de muitos outros agentes, potencialmente levando a uma revisão exponencial de todos cálculos.

No Bentley Legion, cada passageiro (agente) deve tomar decisões racionais e calcular corretamente seu bem-estar e custos. Os caminhos da origem ao destino são calculados para um objetivo de custo mínimo. Esse objetivo inclui tempo e várias medidas de conforto e conveniência.

A Figura 4 apresenta a interface do usuário para um dos modelos de estação. As simulações foram dimensionadas em 2,5 horas do relógio de simulação, o equivalente a um ciclo completo de pico de viagens. Cada corrida coleta dados em aproximadamente 87 ciclos de chegada e partida de passageiros. O uso frequente é feito no modelo de “modificadores de direção”, para que os passageiros reajam de forma diferente a espaços especialmente restritos, escadas rolantes, etc.

Uma limitação do Bentley Legion nesta análise é que ele não distingue entre distanciamento social face a face e face a voltar. Em geral, acredita-se que o fluxo face a costas, ou fluxo unilateral, seja menos infeccioso.

Após uma análise minuciosa, o maior número de violações foi encontrado, não surpreendentemente, na estação de Nørreport. As outras estações geralmente tiveram um nível muito baixo de violações. Um problema particular com o Nørreport é que o fluxo de pedestres de e para as ferrovias suburbanas deve passar longitudinalmente ao longo da plataforma até uma extremidade e, em seguida, subir uma escada rolante estreita e através de uma passagem restrita. Infelizmente, esses são limites físicos rígidos que não podem ser ajustados por pequenas melhorias.

Conclusão

É um aviso para planos de transporte futuros considerar o fluxo de tráfego potencial ao planejar e dimensionar áreas de estação. Um assunto potencial para pesquisas futuras é redirecionar os passageiros, instruindo-os a fazer diferentes rotas de transporte, longe da estação Nørreport.

Isso é potencialmente viável porque a maioria dos usuários de transporte público em Copenhague depende de um aplicativo de planejamento de viagem por telefone móvel público, o Rejseplanen, mostrado na Figura 6.

Em tempos recentes, grandes construções históricas deixaram de existir, seja para dar espaço a novas edificações ou por alguma catástrofe, natural ou acidental, como a Cadetral de Notre Dame e o Museu Nacional no Rio de Janeiro.

Felizmente a Engenharia Digital e seus inúmeros recursos, como softwares e hardwares chegaram para preservar a história, mesmo que de forma virtual.

Nesse artigo vamos abordar algumas construções históricas para a humanidade que estão preservadas para toda a eternidade com o advento da informática e recursos de grandes corporações, como a Autodesk.

Ressuscitando Notre-Dame de Paris 

Há dois anos, em 2019, muitas pessoas em todo o mundo testemunharam o incêndio que destruiu o telhado da catedral de Notre-Dame de Paris, de 900 anos.

Hoje, a Autodesk está apoiando o esforço para elevar as torres da catedral de Notre Dame mais uma vez ao seu devido lugar no horizonte parisiense.

No início deste ano, a Autodesk tornou-se um patrocinador oficial da Notre Dame e, ao fazê-lo, oferece soluções de design e construção, incluindo especialização em Modelagem de Informações de Construção ( BIM ), um processo de modelagem geométrica 3D e dados inteligentes e conhecimento técnico.

Além disso, em junho de 2019, a Autodesk encomendou um modelo BIM pré-incêndio para criar uma renderização 3D inteligente da catedral. Isso oferece aos interessados na reconstrução a visão e as ferramentas para tomar decisões de design e reconstrução mais informadas ao longo do processo. O modelo 3D da Autodesk de Notre Dame agora serve como base para o redesenho e reconstrução da Catedral.

Cidades Antigas a Navios Afundados 

A Autodesk foi co-líder na preservação digital de  Volterra , uma cidade medieval de 3.000 anos na Itália. Um dos mais antiga continuamente viviam em cidades, de Volterra aproximadamente 7.000 habitantes residem entre os artefatos que datam como o 4 mundo th Century BC.

Após vários anos vendo o crescimento do BIM em arquitetura e engenharia – como evidenciado pelo número crescente de soluções BIM para design, engenharia, análise e simulação – estamos finalmente começando a ver a aplicação do BIM aumentando também na construção.

Um número crescente de soluções de construção está começando a se integrar ao BIM, permitindo que a equipe de construção continue usando os fluxos de trabalho centrados no BIM que foram colocados em prática pela equipe de design e se beneficiem de sua abordagem centrada no modelo e nos dados.

Uma dessas soluções de construção que conheci recentemente é o VisiLean, um aplicativo de planejamento e controle de construção que inclui integração BIM. Embora também possa ser usado para planejamento de construção sem BIM – é uma solução de planejamento completa em seu próprio direito – sua capacidade de trabalhar com modelos BIM imediatamente o leva ao nível superior de soluções de construção, ajudando a elevar o estado do arte de adoção de tecnologia no “C” de AEC.

Visão geral

VisiLean é um aplicativo de planejamento e programação de construção baseado em nuvem que incorpora princípios enxutos, que se integra ao BIM. Em suma, usando a terminologia popular, é uma ferramenta “4D BIM”. Sua força como ferramenta de planejamento enxuto vem de sua capacidade de mesclar a abordagem de cima para baixo (usando, por exemplo, o cronograma de Gantt tradicional) com a abordagem de baixo para cima (usando o Last Planner System® que segue os princípios de construção enxuta).

Assim, ele pode ser usado para toda a gama de atividades de agendamento, desde o planejamento de alto nível no escritório até as tarefas de construção individuais no campo, para as quais existe um aplicativo móvel VisiLean. A integração do BIM permite que o cronograma de construção – incluindo as tarefas individuais, bem como o andamento geral – seja melhor visualizado, fornecendo uma compreensão mais clara dos problemas críticos e gargalos para que possam ser tratados e contabilizados à medida que a construção avança.

VisiLean tem suas raízes na academia. Tudo começou em 2009 como um projeto de pesquisa na Salford University no Reino Unido e ganhou impulso em 2012, quando um protótipo VisiLean foi implementado com sucesso em um projeto Highways England. O trabalho de pesquisa e desenvolvimento continuou na Finlândia e, em 2014, ele levou um tiro no braço ao receber uma bolsa de comercialização do programa finlandês “Novos negócios, ideias de pesquisa”.

O VisiLean como uma empresa foi fundada em 2015 com sede em Helsinque e escritórios na Índia e Londres. Desde então, cresceu e passou a ter clientes em mais de 12 países, com uma presença cada vez maior no Reino Unido, EUA, Cingapura e Noruega. Ele continua a ter laços estreitos com a comunidade de pesquisa nas áreas de Lean e BIM;

Alguns dos principais projetos nos quais o VisiLean foi implementado até agora incluem One Za’abeel em Dubai (mostrado anteriormente na Figura 1) e Sea World em Abu Dhabi, ambos pela ALEC Engineering e Contracting LLC; vários centros de dados em Dublin, Irlanda, pela MACE Construction (Figura 3); Fullerton College na Califórnia por BNB Builders; Victoria Square no Reino Unido por Sir Robert McAlpine Ltd; e vários projetos na Escócia, Reino Unido, pela empresa Scottish Water.

Uma implementação mais recente foi para um grande projeto de ponte-flyover na Índia (Figura 4), mostrando que o aplicativo pode ser usado com lucro para infraestrutura, além de edifícios.

Planejamento de construção

O ponto de partida no VisiLean é importar ou criar um plano mestre para um projeto de construção. A importação pode ser feita a partir de aplicativos de agendamento populares como Primavera P6, Microsoft Project, Excel, Vico, etc.

Você também pode importar vários agendamentos e agrupá-los. O plano importado preservará a hierarquia e todas as dependências de tarefas, permitindo que o gerente de projeto comece a atribuí-los a diferentes equipes.

Como o aplicativo é baseado em nuvem, o plano pode ser compartilhado entre as equipes, dando a elas acesso aos principais marcos e permitindo que criem subtarefas para as tarefas de alto nível que foram atribuídas a elas. As atualizações do VisiLean também podem ser retornadas ao aplicativo do qual a programação foi importada, se necessário. Essa interoperabilidade pode ser crítica para grandes construtoras.

Como o VisiLean é uma plataforma de agendamento em si, o plano também pode ser criado diretamente no VisiLean, conforme mostrado na Figura 6, em vez de importá-lo de outro aplicativo. VisiLean dá suporte ao fluxo de trabalho de construção enxuta, fornecendo módulos projetados especificamente que oferecem suporte a todas as fases do planejamento de produção puxada.

O sistema fornece uma janela de fase dedicada, permitindo que você visualize os principais marcos e metas para os próximos meses. Aqui, as equipes podem começar a discutir o fluxo de trabalho e ajustar as durações gerais para dividir as atividades em um nível razoável de detalhe que ressoa com a compreensão da equipe sobre o trabalho que está por vir.

Posteriormente, o mapeamento de restrições pode ser feito na janela Look-ahead detalhada, que permite a visualização pelas próximas 3 a 8 semanas. Essas restrições são atribuídas aos proprietários responsáveis para resolução antes que a Tarefa precise ser colocada em produção. Por fim, todas as tarefas sem restrições que foram “prontas” são incluídas no plano de produção semanal para execução no local.

Como o VisiLean é uma plataforma de agendamento em si, o plano também pode ser criado diretamente no VisiLean, em vez de importá-lo de outro aplicativo. VisiLean dá suporte ao fluxo de trabalho de construção enxuta, fornecendo módulos projetados especificamente que oferecem suporte a todas as fases do planejamento de produção puxada.

O sistema fornece uma janela de fase dedicada, permitindo que você visualize os principais marcos e metas para os próximos meses. Aqui, as equipes podem começar a discutir o fluxo de trabalho e ajustar as durações gerais para dividir as atividades em um nível razoável de detalhe que ressoa com a compreensão da equipe sobre o trabalho que está por vir.

Posteriormente, o mapeamento de restrições pode ser feito na janela Look-ahead detalhada, que permite a visualização pelas próximas 3 a 8 semanas. Essas restrições são atribuídas aos proprietários responsáveis para resolução antes que a Tarefa precise ser colocada em produção. Por fim, todas as tarefas sem restrições que foram “prontas” são incluídas no plano de produção semanal para execução no local.

Integração BIM

Embora os recursos de planejamento enxuto colaborativo do VisiLean possam ser usados de forma lucrativa sem associar o projeto a um modelo, sua utilidade é aprimorada ainda mais com o uso de seus recursos de integração BIM. VisiLean é desenvolvido pelo Autodesk Forge®, permitindo que formatos de arquivo nativos de aplicativos como Revit, Tekla, Bentley, Synchro, AutoCAD e outros sejam importados.

Modelos de outros aplicativos BIM podem ser importados no formato IFC. VisiLean também permite acesso direto ao Autodesk BIM 360, permitindo que você visualize e importe modelos BIM e problemas do BIM 360 diretamente de lá.

Depois de importados, os elementos do modelo precisam ser vinculados a seus itens associados na programação de produção. Para isso, o VisiLean fornece ferramentas, como vinculação baseada em seleção para opções de filtragem de modelo avançadas com base nas propriedades BIM, projetadas para ser simples o suficiente para que especialistas não BIM também possam executar a vinculação.

Vários modelos são suportados, para que você possa carregar modelos diferentes (como arquitetura, estrutura, MEP, fachada, etc.) e ainda reter os links para o plano do projeto.

Uma vez que essa associação foi feita, os membros da equipe podem visualizar suas tarefas em relação ao modelo inteiro, e o andamento do projeto pode ser visto tanto na visualização da tarefa quanto no modelo. As atividades e os elementos do modelo podem ser filtrados por status (por exemplo, em andamento, concluído, qualidade verificada, etc.) ou pela equipe responsável (subcontratado ou trabalhador).

O visualizador de modelo no VisiLean suporta todas as funções que um visualizador padrão suporta, incluindo painéis de corte, medidas e uma árvore de seleção de modelo. Um recurso recente permite uma comparação visual rápida de planejado versus real – ou seja, o que foi concluído versus o que resta – simplesmente movendo um controle deslizante pela janela de gráficos.

Use no campo

Todos os trabalhadores do canteiro de obras podem acessar o VisiLean com um aplicativo móvel (disponível para iOS e Android) que mostra a cada um deles uma lista personalizada das Tarefas que lhes são atribuídas, juntamente com todos os detalhes de que precisam para executá-las. A qualquer momento durante o trabalho, eles podem atualizar seu progresso com o aplicativo e adicionar notas, arquivos, fotos, etc., para relatar quaisquer problemas.

Um controle deslizante de progresso permite que eles indiquem quanto progresso fizeram na Tarefa. O aplicativo foi projetado para que o relatório de seu progresso diário não leve mais do que alguns minutos.

As atualizações da equipe de construção em campo são registradas instantaneamente e refletidas no painel do projeto, permitindo que os planejadores do projeto no escritório revisem o cronograma conforme necessário e façam as alterações necessárias; as revisões são então enviadas aos trabalhadores da construção no local, atualizando suas listas de tarefas, bem como enviando alertas, se necessário.

Isso permite um processo de produção ágil e just-in-time que maximiza a eficiência e reduz o tempo ocioso no local. Também permite que a equipe de construção tenha as informações mais recentes sobre qualquer aspecto do projeto, sempre que necessário. Além disso, se um modelo BIM foi associado ao projeto, ele permite situar sua tarefa visualmente, o que pode ser extremamente útil.

Análise e Conclusões

Olhando para trás, para o início da adoção do BIM na construção, o otimismo que senti em 2004 quando escrevi o artigo, BIM se torna mainstream: novas soluções virtuais de construção da Graphisoft, foi extremamente prematuro. Naquela época, não pensei que levaria muitos anos antes de começarmos a ver uma integração mais ampla do BIM nas soluções de construção.

Mas, em retrospecto, isso é compreensível dado o quão distribuído está o processo de construção com tantos subcontratados e especialistas em comércio envolvidos, cada um deles vindo de empresas independentes e acostumados a trabalhar de uma determinada forma. Seria difícil para o empreiteiro geral empurrar o uso do BIM para todos os subcontratados que trabalham no projeto, a menos que haja benefícios tangíveis para eles no planejamento e execução de suas tarefas individuais no local de trabalho.

E é aqui que uma aplicação como o VisiLean – com foco nos operários da construção civil – pode causar um impacto perceptível.

Além de sua granularidade – com ferramentas para uma ampla gama de tarefas, desde o planejamento de construção de alto nível no escritório até as porcas e parafusos individuais no local – e sua integração BIM, achei a interface do VisiLean muito organizada e fácil de usar.

Além disso, tem as muitas vantagens de ser uma solução baseada em nuvem, e a principal delas é a capacidade de vários usuários colaborarem no desenvolvimento do plano de construção de um projeto. E, é claro, de uma perspectiva funcional, seu uso de princípios de Lean Construction – em particular, o Last Planner System – o torna uma boa ferramenta de planejamento por si só.

Também fiquei impressionado com a base sólida do VisiLean em pesquisa acadêmica. Muitas vezes, a pesquisa acadêmica no campo da tecnologia AEC está confinada às torres de marfim de instituições acadêmicas e periódicos acadêmicos (consulte o artigo Academic Research in Architectural Computing , publicado em 2005).

Seria útil que tanto a academia quanto a indústria tivessem laços mais estreitos entre si, de modo que os muitos anos de pesquisa em um campo pudessem ser traduzidos em soluções comerciais que pudessem ser realmente utilizadas pelos profissionais da área.

Espero que o sucesso do VisiLean motive muito mais pesquisadores a traduzir seus trabalhos de ponta e valiosos insights em soluções comerciais para a indústria em geral.

A Modelagem de informações de construção (BIM) tem sido aplicada a projetos de construção de design-build por muitos anos. Um  número crescente  de países está exigindo o BIM para projetos públicos. Embora o governo do Reino Unido tenha dito que “… sabemos que o maior prêmio para o BIM está nos estágios operacionais do ciclo de vida do projeto”, até recentemente não havia dados concretos para apoiar essa conjectura.

Da mesma forma, tem havido apenas suporte anedótico para um BIM integrado e abordagem geoespacial para projetar, construir, operar e manter projetos. Agora estamos começando a ver dados de projetos do mundo real que oferecem evidências dos benefícios de uma  abordagem de ciclo de vida completo geoespacial BIM + integrada para projetos de construção.

O McKinsey Global Institute estima que o mundo precisará gastar US $ 57 trilhões em infraestrutura até 2030 para acompanhar o crescimento do PIB global. Este é um grande incentivo para a indústria da construção transformar a produtividade e a entrega de projetos por meio de novas tecnologias e práticas aprimoradas. A McKinsey relata que grandes projetos de construção geralmente levam 20% mais tempo para terminar do que o planejado e estão até 80% acima do orçamento.

A McKinsey & Company sugere que a indústria da construção está pronta para uma ruptura e duas das  tecnologias  que ela acredita que serão fundamentais nessa transformação antecipada são geoespaciais e BIM.

O governo do Reino Unido, como parte de sua iniciativa de modelagem de informações de construção (BIM),  disse repetidamente  que espera que a grande recompensa de um modelo digital ocorrerá durante as operações e manutenção, o que normalmente representa 80% do custo de uma instalação. As empresas que desenvolvem, constroem, mantêm e / ou operam projetos encontram benefícios significativos em uma estratégia geoespacial BIM + de ciclo de vida completo.

Mas, até o momento, há poucas evidências quantitativas relatadas que apóiem os benefícios dessa abordagem. Isso está mudando com vários projetos que fornecem estimativas de benefícios, incluindo ROI de uma abordagem de ciclo de vida geoespacial completo BIM + integrada para projetos de construção.

Abordagem integrada de ciclo de vida geoespacial BIM + completo para construção

Em muitos projetos, as informações fornecidas pelo empreiteiro de construção são entregues meses após a conclusão do projeto. O operador da instalação pode levar um ano para examinar essas informações e encontrar as informações necessárias para operar a instalação. Esse período é denominado “ponto cego”, que corresponde ao tempo que o operador da instalação está gerenciando a instalação com informações limitadas.

Uma vez que para muitos tipos de equipamento, a maior probabilidade de falha está nos primeiros dois meses de operação – apenas durante o período em que o operador do edifício muitas vezes não tem acesso às informações sobre garantias e garantias estendidas – isso aumenta o risco do equipamento e até mesmo falhas nas instalações. Além disso, há um custo associado apenas a encontrar as informações necessárias para fazer a manutenção do equipamento.

Um fluxo de informações de instalações de ciclo de vida completo começa com uma especificação de informações de instalações do proprietário identificando as informações de construção a serem incluídas como parte das entregas finais no momento do comissionamento. A especificação das informações das instalações faz parte do contrato entre o proprietário e os projetistas e empreiteiros que construirão o edifício.

As informações das instalações exigidas pelas especificações do proprietário são inseridas no banco de dados BIM durante o projeto e a construção pelos projetistas e empreiteiros. Na conclusão da construção, os dados de informações das instalações coletados pelos projetistas e empreiteiros e armazenados com o modelo BIM em formato digital representam uma entrega importante para o proprietário, juntamente com o modelo BIM. As informações das instalações podem então ser usadas para preencher o gerente do edifício ‘

A integração geoespacial BIM + agrega maior valor aos projetos que envolvem não apenas design e construção, mas também operações e manutenção. Líder neste setor, Rijkswaterstaat, a autoridade holandesa de transporte, começou a oferecer  projetos de design-construção-financiamento-manutenção  (DBFM) há alguns anos, o que motivou empresas privadas de engenharia e construção holandesas a adotarem uma abordagem geoespacial integrada + BIM para a construção .

Algumas empresas como  Parsons Brinckerhoff ,  Atkins Global e várias empresas holandesas, incluindo Arcadis e  Royal BAM , no setor de construção perceberam há alguns anos que a integração geoespacial BIM + fornece maior valor para projetos que envolvem não apenas design e construção, mas também Operações e manutenção.

Por exemplo, a empresa Royal BAM Group nv / BAM Infraconsult adotou o BIM + geoespacial integrado devido aos desenvolvimentos do mercado, incluindo atribuições de construção mais complexas e uma demanda crescente dos clientes por prestação de serviços ao longo de todo o ciclo de vida de um projeto.

Benefícios da construção de ciclo de vida completo geoespacial integrado BIM +

Recentemente, a Microdesk relatou  estudos de caso,  incluindo hospitais, uma instalação de pesquisa médica, um aeroporto e uma universidade. Para cada instalação, vários casos de uso foram incluídos na análise de ROI. Por exemplo, lidar com vazamentos de encanamento, desligamentos de energia elétrica, transmissão de conhecimento tribal da equipe sênior para novos contratados e realização de avaliação de risco de infecção (ICRA / PCRA) e assim por diante.

Depois de introduzir modelos BIM para gerenciamento de instalações e ativos, a equipe de FM foi entrevistada e questionada se eles achavam que lidar com um vazamento de encanamento, por exemplo, usar o BIM era mais fácil, igual ou mais difícil do que a abordagem tradicional. A análise quantificou o tempo necessário para resolver um vazamento no encanamento antes e depois da introdução do BIM.

Na conclusão de cinco anos em execução nos projetos, a análise de ROI encontrou um BIM positivo em todos os casos e estimou que a introdução do BIM para FM economizou em média 5% dos custos operacionais por ano.

Foi estimado que a introdução do BIM reduziu o tempo de procura de coisas em 83% dos 23 centavos por pé quadrado de custo para fazer isso no estudo do NIST. Como as operações e manutenção representam cerca de 75% do custo total de uma instalação, esses resultados representam uma economia substancial durante todo o ciclo de vida de um edifício.

O Napgur Metro, que é um projeto de US $ 1,3 bilhão em andamento em Nagpur, é o primeiro projeto na Ásia a integrar um gêmeo digital com um sistema de gerenciamento de ativos para eliminar a perda de informações sobre os ativos durante o projeto e a construção. Uma vez que o sistema Nagpur implementa uma abordagem de ciclo de vida completo para gerenciamento de projetos, a localização de cada um dos 500.000 ativos que compõem os sistemas é registrada, tornando possível clicar em um ativo no SAP e ser mostrado a localização do ativo em um mapa 3D.

Os resultados finais são modelos digitais em vez de desenhos em papel que fornecem uma base para operações de digitalização e manutenção. Os benefícios de uma abordagem geoespacial 3D BIM + foram projetados com base em uma vida útil de 25 anos para o projeto. Estima-se que isso resultará em uma economia de US $ 400.000 durante o planejamento, projeto e construção, uma redução nos requisitos de mão de obra operacional em 20% e maior disponibilidade e confiabilidade.

PESTECH International Berhad, vencedora do prêmio Year in Infrastructure, usou  projeto digital geoordenado para o desenvolvimento de uma nova subestação  Kratie e Kampong Cham, Camboja . A decisão de usar a tecnologia de design geocordenado para este projeto foi parcialmente motivada pela exigência de que a empresa seria não apenas responsável pelo projeto e construção da subestação, mas também por operá-la por um período de 25 anos antes de transferi-la para a concessionária.

Vários projetos na Holanda foram iniciados por Rijkswaterstaat (RWS), a autoridade holandesa de rodovias, usando uma abordagem de projeto-construção-financiamento-manutenção (DBFM). O conselho de Rijkswaterstaat (RWS) está convencido dos benefícios do BIM e BIM / integração geoespacial e implementou o BIM / geoespacial para quatro projetos DBFM com a intenção de exigir o BIM em todos os contratos DBFM no futuro.

O Royal BAM Group nv / BAM Infraconsult foi responsável por vários desses projetos. Um  projeto DBFM no BAM  começa com dados geográficos 2D que são visualizados por meio de um portal da web GIS. Na conclusão da construção, os dados coletados durante o projeto e a construção são migrados para um sistema de sistema de gerenciamento de ativos GIS + integrado para apoiar as atividades de manutenção.

No Canadá, as parcerias público-privadas (P3) têm sido notavelmente bem-sucedidas na construção e manutenção da infraestrutura. Para a EllisDon, uma importante empresa de construção e serviços de construção, o BIM + geoespacial integrado é considerado as  melhores práticas em projetos de ciclo de vida completo P3  no Canadá.

A AECOM, que é uma empresa de US $ 18,2 bilhões por ano no setor de construção e foi classificada por oito anos consecutivos, foi classificada como # 1 no Engineering News Record’s “Top 500 Design Firms”, usa BIM + GIS em design, construção, finanças e operar projetos (DBFO) em todo o mundo. A AECOM aplicou essa abordagem ao campus externo do Aeroporto Internacional de Denver e ao gerenciamento de leasing nos aeroportos internacionais de Orlando, Hong Kong e South West Florida.

A vantagem de uma abordagem BIM + GIS integrada baseada em uma integração centralizada de informações é que ela permite ao cliente tomar decisões estratégicas durante as fases de projeto, construção e operação do ciclo de vida da construção.

Interoperabilidade geoespacial BIM +

Transformar AEC e dados geoespaciais em um  fluxo de dados eficiente,  desde o planejamento, passando pelo projeto e construção até as operações e manutenção, representou um desafio que continua sendo um problema para os proprietários. O  blog Between The Poles tem mais de dez anos e um dos temas persistentes desde o início em 2006 foi o desafio de integrar dados e aplicativos CAD e GIS em um fluxo de trabalho eficiente (alguns exemplos;  2006 ,  2007 ,  2008 ).

É indicativo da importância da integração de BIM e dados geoespaciais e tecnologias que Autodesk e ESRI, gorilas de 800 lb em suas respectivas áreas de AEC e GIS, anunciaram um acordo (pela segunda vez) para colaborar para ajudar a preencher a lacuna entre CAD / BIM e GIS / geoespacial.

Na última década, houve um progresso impressionante no desenvolvimento de padrões abertos para a integração de visões geoespaciais e AEC (arquitetura, engenharia e construção) da infraestrutura da cidade, que fornece uma base baseada em padrões para o gerenciamento do ciclo de vida completo, desde o projeto até as operações e manutenção de projetos de infraestrutura.

No mundo AEC, Industry Foundation Classes (IFC) é o padrão de formato de dados aberto e neutro para a troca de modelos de informações de construção (BIM) amplamente utilizado no setor de AEC (arquitetura, engenharia e construção).

No mundo geoespacial, um padrão geoespacial internacional amplamente usado para cidades é CityGML. Um grande avanço ao trazer as vistas arquitetônicas e geoespaciais em uma base comum é o  Modelo Conceitual OGC LandInfra desenvolvido pelo OGC em cooperação com buildingSMART International e aprovado como um padrão OGC em agosto de 2016.

O LandInfra foi desenvolvido pela Bentley Systems, Leica Geosystems, Trimble, Departamento de Comunicações do Governo Australiano, Autodesk, Vianova Systems AS e buildingSMART International e fornece um base unificadora para padrões de terra e engenharia civil, incluindo o InfraGML do OGC e o IFC da buildingSmart International para padrões de infraestrutura.

O  projeto IFC-Alignment da buildingSmart International  usa este modelo conceitual comum de alinhamentos para estradas, ferrovias, túneis e pontes. Os objetivos do projeto de alinhamento da IFC são permitir a troca de informações de alinhamento por todo o ciclo de vida da infraestrutura, desde o planejamento, passando pelo projeto e construção, até o gerenciamento de ativos. No lado geoespacial, o  InfraGML  é o esquema de aplicação do OGC que suporta o desenvolvimento de terras e instalações de infraestrutura de engenharia civil.

Suporte de código aberto para AEC / interoperabilidade geoespacial

Onde há padrões abertos reconhecidos, é mais comum que não haja projetos de código aberto que suportem esses padrões. mago3D é uma  nova geo-plataforma 3D de código aberto . que mostrou que é possível usar o código aberto, APis geoespacial e ferramentas disponíveis – junto com algum desenvolvimento genuíno inovador – para criar uma plataforma geoespacial 3D aberta e não proprietária para integração geoespacial e BIM.

Dada a importância crítica de abordar a divisão cultural e técnica entre o AEC e os mundos geoespaciais, uma alternativa de código aberto viável é essencial para o desenvolvimento de soluções inovadoras para o desafio de conectar os dois mundos.

Conclusão

À medida que os proprietários veem as vantagens de projetar, construir, operar e / ou manter projetos e estão começando a mudar suas práticas de aquisição, as empresas de construção estão mudando seus processos de negócios para otimizar a manutenção e operação das instalações.

As empresas de construção que assumiram o desafio de projetar, construir, operar e manter projetos estão percebendo que há benefícios significativos de uma abordagem geoespacial BIM + integrada para o ciclo de vida completo da construção. As vantagens de uma abordagem geoespacial BIM + integrada permaneceram em sua maioria internas à empresa. Agora parece que a palavra está se espalhando.

As organizações de padrões nos mundos AEC e geoespacial estão fazendo progresso na interoperabilidade geoespacial BIM +. Os principais fornecedores de software Autodesk e ESRI anunciaram um acordo de parceria para maior interoperabilidade entre seus produtos. A comunidade de código aberto também está tratando da questão da interoperabilidade geoespacial BIM +.

Estamos agora começando a ver dados de projetos do mundo real que oferecem evidências quantitativas dos benefícios de uma abordagem de ciclo de vida completo geoespacial BIM + integrada para projetos de construção.