Apresentação dissertação mestrado - Verificação automática de Modelo BIM

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A recente introdução do conceito de BIM (Building Information Modeling) permitiu um novo olhar sobre os atuais processos construtivos. Os imediatos benefícios retirados da utilização desta ferramenta ao nível da interoperabilidade, criação de vistas, identificação de erros e omissões, deteção de incompatibilidades e, sobretudo, da automatização dos processos, levaram a crescente aderência por parte da indústria AEC, assim como a sua extensão a todas as fases do processo construtivo.
Atualmente, as ocorrências de não-qualidade em edifícios, cuja causa original remonta às fases de projeto, assumem amplitudes consideráveis – cerca de um terço a metade dos custos totais de reparação de todas as deficiências construtivas detetadas. Tal fato, somado às atuais exigências do mercado, tornam a verificação de qualidade de projetos numa tarefa essencial. No entanto, na generalidade dos projetos, não é frequente a aplicação prática de um guia que apoie o projetista nas inúmeras decisões que definam a respetiva qualidade do projeto.
Atendendo aos factos, encontrou-se na avaliação da qualidade de projetos uma oportunidade para a automatização dos processos. A disponibilidade de uma ferramenta para verificação automática da qualidade de projetos apresenta-se como uma oportunidade para quem adote BIM individualmente. Para além de resultar num processo de verificação mais rápido e desmaterializado, a opção por métodos automáticos permite que os projetistas possam efetuar verificações parciais de conformidade, durante o processo de elaboração dos projetos. Assim, a verificação automática deixa de se limitar à substituição de um processo administrativo, para se tornar numa ferramenta de apoio à decisão durante a fase de projeto.
Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a criação de uma rotina de verificação automática de um método de avaliação de qualidade de projetos. Dispondo do modelo IFC, como intermediário para a troca de dados entre o software usado para a preparação do modelo e aplicação usada para a verificação automática, é levado a cabo um conjunto de processos, que vão desde a interpretação do método escolhido até à análise de resultados da verificação automática, para a criação de uma ferramenta de submissão do modelo de verificação de qualidade. O software escolhido para o desenvolvimento desta ferramenta foi o Solibri Model Checker, dado ser a única aplicação de acesso público para a verificação de conformidade de um modelo IFC. Por último, é realizado um balanço ao atual estado do processo, de maneira a poder-se inferir sobre as possíveis melhorias.

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Apresentação dissertação mestrado - Verificação automática de Modelo BIM

  1. 1. Verificação Automática de Modelos BIM Ricardo Moço Orientador: Professor Doutor João Poças Martins   Dissertação de Mestrado Especialização em Construções  
  2. 2. Âmbito e Objetivos •  Automatização do processo de avaliação de qualidade de projetos •  Criação de uma ferramenta de apoio ao projetista nas várias fases do projeto •  Aplicação prática a um método de avaliação de qualidade de projetos •  Execução de um conjunto de processos padrão para a verificação automática de um conjunto de regras •  Contribuição para a disseminação dos BIM
  3. 3. Conjunto de Regras Verificação Manual Realidade Atual Burocrático Moroso Ambíguo Dispendioso Projeto CAD
  4. 4. Conjunto de Regras Verificação Automática Solução Ideal… Modelo de Projeto BIM
  5. 5. Principais Ramos de Aplicação: •  Verificação de Erros num Modelo •  Requesitos Específicos de Clientes •  Regras de Segurança e Saúde •  Licenciamento •  Facility Management (FM) •  Verificação de Qualidade de Projetos de Construção •  Aprovações de Garantia Verificação Automática de Projetos
  6. 6. Relatório de Resultados Verificação Automática de Projetos Caracterização do Processo Padrão IFC   Conjunto de regras a verificar (1) Interpretação do conjunto de regras a verificar (2) Preparação do modelo de verificação Modelo de Projeto Modelo de Verificação (4) Análise de resultados (3) Execução da verificação automática na aplicação desenvolvida Modificação do modelo de acordo com os resultados obtidos Condições Iniciais
  7. 7. Verificação Automática de Projetos Principais Iniciativas pelo Mundo (1) SMARTcodes (2) GSA Projeto HITOS Corenet DesignCheck
  8. 8. BIM Verificação Automática de Projetos •  À medida que foram surgindo novas iniciativas, assistiu-se a um crescimento no desenvolvimento de softwares de verificação automática; •  Atualmente, de possível aplicação, apenas, a uma pequena parte dos regulamentos; •  Esforço conjunto de todos os agentes: Regras Projetista Softwares de Verificação Automática
  9. 9. BIM Verificação Automática de Projetos Destacam-se 3 softwares no âmbito: •  Solibri Model Checker (SMC) •  Jotne EDModel Checker •  Fornax Interoperabilidade?
  10. 10. BIM Verificação Automática de Projetos
  11. 11. Avaliação automática de um guia de qualidade Porquê um Guia de Qualidade? •  Custos de Não Qualidade •  Atuais exigências do Mercado •  Apoio à Decisão em Projeto •  Atual Desvalorização deste Conceito Método Escolhido - Método MC-FEUP Fluxo de Informação Informal Português Baseado noutros Métodos Multidisciplinariedade Avaliação Intuitiva
  12. 12. MC-FEUP   Complexo de objetivos Objetivos Superiores   Eficiência de Aspetos Construtivos Segurança Estrutural   Segurança Contra Incêndio   Conforto Ambiental   Durabilidade de Materiais Não-Estruturais   Eficiência e Manutenção de Instalações   Eficiência de Utilização de Espaços Conceção Espacial de Zonas Privativas   Utilização de Zonas Comuns do Edifício
  13. 13. MC-FEUP Critério de Avaliação Genérico
  14. 14. MC-FEUP Características que dificultam a Verificação Automática: •  Dificuldade em representar, num modelo de informação, aspetos de observação direta •  Limitação introduzida pela rulesets do SMC •  Aspetos pontuais requerem maior complexidade do modelo de informação Num conjunto muito limitado de casos, a Verificação Automática não se apresenta vantajosa dado que as dificuldades associadas são superiores ao beneficio retirado (ou então a sua excessiva simplicidade) !
  15. 15. Caso de estudo Modelo objeto de estudo
  16. 16. Caso de estudo Interpretação das regras do Método MC-FEUP Método MC-FEUP •  Definição e interpretação de cada Critério individualmente •  Eliminação de ambiguidades •  Conversão em parâmetros mensuráveis •  Correspondência com o Modelo IFC •  Correspondência com o SMC •  Correspondência com o Omniclass1 •  Aplicação genérica Rotina de Verificação Automática 1Sistema de classificação (normalizado) utilizado para realizar a correspondência com os elementos requeridos por cada Critério
  17. 17. Caso de estudo Interpretação das regras do Método MC-FEUP Solibri Model Checker Modelo IFC Método MC-FEUP
  18. 18. Caso de estudo Interpretação das Regras do Método MC-FEUP Critério MC-FEUP Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Nível 0 Ruleset 2 Ruleset 3 Ruleset 4 Ruleset 5 Ruleset 1
  19. 19. Caso de estudo Exemplo Atribuição Nível 2 Critério MC-FEUP Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Nível 0 Ruleset 2 Ruleset 3 Ruleset 4 Ruleset 5 Ruleset 1
  20. 20. Caso de estudo Exemplo Incumprimento Regulamentar Critério MC-FEUP Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Nível 0 Ruleset 2 Ruleset 3 Ruleset 4 Ruleset 5 Ruleset 1
  21. 21. Caso de estudo Criação da Rotina de Verificação - SMC
  22. 22. Preparação do Modelo de Verificação Verificação Automática de Projetos •  Modelo consistente com as regras a verificar •  Classificação dos compartimentos e elementos necessários à verificação automática - Omniclass •  Inclusão de instâncias de objetos necessárias à verificação (alguns de nível de detalhe elevado)
  23. 23. Preparação do Modelo de Verificação Verificação Automática de Projetos
  24. 24. Verificação Automática do Método MC-FEUP Pré verificação sintática •  Integridade semântica •  Presença dos elementos, propriedades e classificações necessários Verificação Automática Caso de estudo
  25. 25. Análise de Resultados •  Análise da contribuição para as diferentes fases de um projeto de uma habitação – Apoio à decisão do projetista em termos de qualidade do projeto •  Análise estatística dos resultados obtidos – Revisão ao Estado da Arte Caso de estudo
  26. 26. •  Comunicação entre a equipa projetista e a entidade revisora1 do projeto •  Criação de outputs gráficos em tempo real com possíveis alterações 1O revisor de projeto de ser entendido no sentido lato, na medida que pode se uma entidade particular que aplique o método em estudo, como o próprio projetista que faça uso da rotina de verificação como apoio à decisão em fase de projeto   Apoio à Decisão em Fase de Projeto Caso de estudo
  27. 27. •  Apoio à alteração de inconformidades regulamentares (Nível 0) Apoio à Decisão em Fase de Projeto Caso de estudo
  28. 28. •  Apoio à decisão em matéria de qualidade do projeto Apoio à Decisão em Fase de Projeto Caso de estudo
  29. 29. Apoio à Decisão em Fase de Projeto •  Elaboração de um relatório final com a compilação de todas as alterações a efetuar Caso de estudo
  30. 30. Análise Estatística Caso de estudo Dados a analisar: •  Objetivos Superiores a verificar •  Critérios possíveis de converter em linguagem informática •  Razões para a incapacidade de serem convertidos •  Critérios possíveis de introduzir no SMC •  Critérios capazes de ser verificados na sua totalidade •  Critérios validados pelo SMC •  Razões pela não validação dos Critérios pelo SMC
  31. 31. Análise Estatística Caso de estudo 43% 57% Objetivos Superiores a ser verificados Objetivos Superiores não verificados - 4 - 3 •  De um total de 7 Objetivos Superiores, apenas 3 serão objeto de estudo na presente dissertação (33 Critérios)
  32. 32. Análise Estatística – Balanço Final Caso de estudo •  Dos 33 Critérios estudados, foram validados com sucesso 20 Critérios •  Dos 20 Critérios validados, apenas 4 foram validados de forma incompleta (não foram validados em todos os Níveis de Qualidade) •  Dos 33 Critérios, não foi possível validar 13 Critérios 39% 52% 9% Critérios incapazes de ser validados no caso de estudo Critérios validados com sucesso no caso de estudo Critérios validados com sucesso, mas de forma incompleta - 13   - 16   - 4  
  33. 33. Análise Estatística – Balanço Final Caso de estudo •  Existem diversas razões pela não validação de 13 Critérios, todas com origens diferentes 31% 15% 15% 8% 31% Caso de estudo - Não aplicáveis ao caso de estudo (apesar de serem aptos para verificação automática) MC-FEUP - Demasiada ambiguidade ou definição de parâmetros não mensuráveis / Demasiado nível de detalhe requerido Modelo IFC - Parâmetros fora do ambito do modelo IFC Modelo em estudo - Erros de semântica Solibri - Rulesets incoerentes ou incompletas - 4   - 2   - 2   - 1   - 4  
  34. 34. Conclusões •  Com as atuais condições, a Verificação Automática de Projetos não é uma realidade concebível a curto prazo. No entanto os alicerces já se encontram estabelecidos, bastando apenas melhorar alguns aspetos: •  Adaptação dos documentos à verificação automática •  Melhoria das aplicações de verificação automática •  Com as atuais condições, a prossecução do objetivo principal do Método MC-FEUP não se revela possível (atribuição de níveis de qualidade global). No entanto, a rotina de verificação criada revela-se útil no apoio à decisão em fase de projeto
  35. 35. Conclusões •  O SMC não se apresenta como uma plataforma eficaz na integração de documentos escritos, quer seja regulamentos ou guias de qualidade. Com as atuais ferramentas, o domínio de conhecimentos na área de programação revela-se imprescindível •  Para realização de um processo de verificação automática integro é imprescindível adotar um conjunto de regras de modelação padrão, principalmente no que diz respeito à classificação dos elemento – Sistema de Classificação Unificado •  O modelo IFC constitui uma opção viável à verificação automática de regras
  36. 36. Obrigado pela atenção! Ricardo Moço

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