5 mites de i 5 realitats de la integració de BIM - GIS

Chris Andrews ha escrit un article valuós en un moment de conjuntura interessant, quan ESRI i AutoDesk busquen la manera d'apropar la simplicitat del GIS a l'entramat del disseny que lluita per materialitzar el BIM com a estàndard en els processos d'enginyeria, arquitectura i construcció. Si bé l'article porta l'òptica d'aquestes dues empreses, és un punt de vista interessant, tot i que no necessàriament coincideix amb les estratègies d'altres ponents sobre el mercat com Tekla(Trimble), Geomedia(Hexagon), Imodel.js(Bentley). Sabem que algunes de les postures abans del BIM eren “un CAD que fa el GIS” o “un GIS que s'adapta al CAD”.

Una mica d'història ...

A la dècada dels 80 i 90, les tecnologies CAD i GIS van sorgir com alternatives competitives, per als professionals que necessitaven treballar amb informació espacial, que es processava principalment, a través de el paper. En aquesta era, la sofisticació del programari i la capacitat de l'maquinari, limitaven l'abast del que es podia fer amb la tecnologia assistida per ordinador, tant per a la redacció, com per a l'anàlisi de mapes. CAD i GIS, semblaven ser versions superposades d'eines computeritzades, per treballar amb geometries i dades, que produirien documentació en paper.

A mesura que el programari i el maquinari s'han tornat més avançats i sofisticats, hem presenciat l'especialització de totes les tecnologies que ens envolten, inclosos CAD i GIS, i el camí cap a fluxos de treball totalment digitals (anomenats també “digitalitzats”). La tecnologia CAD, inicialment, es va centrar en l'automatització de tasques provinents del dibuix manual. El modelatge d'informació de construcció (BIM), un procés per aconseguir una millor eficiència, durant el disseny i la construcció, ha empès gradualment les eines de disseny BIM i CAD des de la creació de dibuixos i cap a models digitals intel·ligents d'actius del món real . Els models creats, en els processos de disseny BIM moderns són prou sofisticats com per simular la construcció, trobar defectes en les primeres etapes del disseny i generar estimacions d'alta precisió, per al compliment del pressupost en projectes que canvien dinàmicament, per exemple.

GIS també s'ha diferenciat i aprofundit en les seves capacitats a través del temps. Ara, GIS pot gestionar milers de milions d'esdeveniments, des de sensors en viu, realitzar visualitzacions des petabytes de models 3D, i imatges a un navegador o telèfon mòbil, i realitzar anàlisis predictius, complexos, i escalats en múltiples nodes de processament dispersos a la núvol. El mapa, que va començar com una eina analítica en paper, s'ha transformat en un quadre de comandament o portal de comunicació per sintetitzar anàlisis complexes en una forma humana-interpretable.

Per aprofitar tot el potencial dels fluxos de treball integrats entre BIM i GIS, crítics per a dominis com les Ciutats Intel·ligents i l'Enginyeria Digitalitzada, hem d'examinar com aquests dos mons poden anar més enllà de la competència de la indústria i avançar cap a fluxos de treball digitalitzats complets, que ens permetran desconnectar-nos dels processos en paper dels últims centenars d'anys.

Mite: BIM és per ...

A la comunitat GIS, una de les coses més comuns que veig i escolto són les definicions de BIM basades en la comprensió externa del món BIM. Sovint escolto que BIM és per a administració, visualització, modelatge 3D o que és només per a edificis, per exemple. Malauradament, cap d'aquests és realment per al que es fa servir BIM, encara que pot estendre o habilitar algunes d'aquestes capacitats o funcions.

Essencialment, BIM és un procés per estalviar temps i diners, i aconseguir resultats d'alta confiança durant el procés de disseny i construcció. El model 3D generat durant els processos de disseny BIM, és un subproducte de la necessitat de coordinar un disseny particular, capturar una estructura tal com està, per avaluar els costos de demolició, o proporcionar un registre legal o contractual de canvis en un actiu físic . La visualització pot ser part de l'procés, perquè ajuda als humans a comprendre la dinàmica, les característiques i l'estètica d'un disseny proposat.

Com vaig aprendre fa molt de temps a Autodesk, la 'B' en BIM significa 'Construir, el verb' no 'Edifici, el substantiu'. Autodesk, Bentley i altres proveïdors han treballat amb la indústria per infondre els conceptes de l'procés BIM, en dominis com ara ferrocarrils, carreteres i autopistes, serveis públics i telecomunicacions. Qualsevol agència o organització, que administri i construeixi actius físics fixos, té un interès personal en assegurar-se que els seus contractistes de disseny i enginyeria utilitzin els processos BIM.

Les dades BIM poden potencialment utilitzar-se en fluxos de treball operatius per a la gestió d'actius. Això s'ha fixat, per exemple, en les noves normes ISO per BIM, Que han estat informades, pel procés d'estandardització de normes de Regne Unit, establert en els últims 10 anys. Tot i que aquestes noves propostes se centren en l'ús de dades BIM, en el cicle de vida complet d'un actiu, encara està clar que els estalvis en els costos de construcció, com s'indica en l'article, són l'impuls principal per l'adopció de BIM.

Quan es veu com un procés, la integració de la tecnologia GIS amb BIM, es torna molt més complexa que només llegir gràfics i atributs d'un model 3D i mostrar-los en GIS. Per comprendre realment com es pot utilitzar la informació en BIM i GIS, sovint ens trobem que hem de redefinir el nostre concepte d'edifici o carretera, i entendre com els clients necessiten utilitzar una àmplia gamma de dades de projecte en el context geoespacial. També trobem que enfocar-se en el model, de vegades vol dir que hem passat per alt el més simple, fluxos de treballs més bàsics que són essencials per a tot de el procés, com l'ús de dades recopilades en camp amb precisió en un lloc de construccions, per vincular la ubicació amb les dades de el model per a la seva inspecció, inventari i enquesta.

En última instància, només aconseguirem una entesa i resultats comuns, si “creuem la bretxa” per treballar en equips combinats, que puguin aportar diversitat a la resolució de problemes. És per això que estem treballant amb Autodesk i altres socis en aquest espai.
L'associació entre Esri i Autodesk, anunciada per primera vegada en 2017, ha estat un gran pas per a reunir un equip multidisciplinari per abordar alguns dels problemes d'integració BIM-GIS.

Mite: BIM proporciona automàticament característiques GIS

Un dels conceptes més difícils de transmetre a un usuari no especialista en BIM-GIS, és que, encara que el model BIM sembla exactament un pont o edifici, no té necessàriament les característiques que conformen la definició d'un edifici o pont per a fins cartogràfics o d'anàlisi geoespacial.
En Esri, estem treballant en noves experiències per a la navegació dins de l'edifici i l'administració de recursos, com ArcGIS Indoors. Molts usuaris han esperat que amb el nostre treball amb les dades d'Autodesk Revit, podríem extreure automàticament geometries comuns, com habitacions, espais, plànols de planta, la petjada de l'edifici i l'estructura d'un edifici. Encara millor, podríem extreure la malla de navegació per veure com un humà travessaria l'estructura.

Totes aquestes geometries serien molt útils per a aplicacions GIS i per a fluxos de treball d'administració d'actius. Encara, cap d'aquestes geometries és necessària per construir l'edifici i, en general, no existeix en un model de Revit.
Estem examinant tecnologies per calcular aquestes geometries, però algunes ofereixen complexos desafiaments d'investigació i fluxos de treball que han deixat perplexos la indústria durant anys. Què és impermeable ?, què és l'embolcall retràctil d'un edifici? Inclou la fundació? Què tal balcons? Quina és la petjada d'un edifici? Inclou voladissos? O és només la intersecció de l'estructura amb el sòl?

Per garantir que els models BIM continguen les funcions necessàries per als fluxos de treball de SIG, els operadors propietaris hauran de definir les especificacions d'aquesta informació abans que comenci el disseny i la construcció. A l'igual que els fluxos de treball clàssics de conversió de CAD-GIS, en els quals les dades de CAD es validen abans d'esdevenir un GIS, el procés BIM i les dades que s'obtenen d'especificar i incloure característiques que es farien servir durant la administració de el cicle de vida d'una estructura, si aquest és un objectiu de crear les dades BIM.

Hi ha organitzacions a tot el món, típicament governs i operadors de campus controlats o sistemes d'actius, que han començat a requerir que les característiques i atributs de l'cicle de vida s'incloguin en el contingut BIM. En els EE. UU., L'Administració de Serveis Governamentals està impulsant noves construccions a través dels requisits de BIM i agències com l'Administració de Veterans han fet grans esforços per detallar els elements BIM, com habitacions i espais, que seran útils en la administració de les instal·lacions després que es construeixi l'edifici. Hem descobert que els aeroports, com Denver, Houston i Nashville, tenen un control estricte de les seves dades BIM i sovint tenen dades altament consistents. He vist algunes grans xerrades de SNCF AREP que van construir un programa BIM complet per a estacions ferroviàries, basat en el concepte de que les dades BIM s'utilitzarien en fluxos de treball de gestió d'actius i operacions. Espero veure més d'això en el futur.

Les dades compartits amb nosaltres des de l'aeroport George HW Bush Houston (que es mostra aquí en web AppBuilder) demostren que, si les dades BIM estan estandarditzats, generalment a través d'eines de validació de dibuix, llavors poden incorporar-se sistemàticament a l'SIG . Normalment, veiem informació de construcció en models BIM abans de veure informació relacionada amb FM

Mite: hi ha un format d'arxiu que pot proporcionar la integració BIM-GIS

En els fluxos de treball clàssics d'integració empresarial, una taula o format podria assignar-se a una altra taula o format, per permetre de manera fiable la transmissió d'informació entre diferents tecnologies. Per diverses raons, aquest patró és cada vegada més inadequat per manejar les necessitats de dels ^tfluxos d'informació del segle 21:

• La informació emmagatzemada en arxius és difícil de transmetre
• L'assignació de dades a través de dominis complexos té pèrdues
• L'assignació de dades implica una incompleta duplicació de contingut en els sistemes
• El mapeig de dades és sovint unidireccional
• La tecnologia, la recopilació de dades i els fluxos de treball dels usuaris, estan canviant tan ràpidament que es garanteix que les interfícies d'avui seran menys del que requerirà el demà

Amb l'objectiu d'aconseguir una veritable digitalització, la representació digital d'un actiu, ha de ser ràpidament accessible en un entorn distribuït, que pugui modernitzar-se i actualitzar-se per adaptar-se a consultes, anàlisis i inspeccions més complexes al llarg del temps i al llarg de la vida útil de l'actiu.

Un model de dades, no pot abastar tot el que podria integrar-se en BIM i GIS a través d'indústries altament diverses i les necessitats dels clients, de manera que no existeix un format únic que pugui capturar la totalitat d'aquest procés de manera que es pugui accedir ràpidament i sigui bidireccional. Espero que les tecnologies d'integració continuïn madurant amb el temps, a mesura que BIM es fa més ric en contingut i hi hagi la necessitat d'utilitzar les dades BIM en el context de SIG per a la gestió d'actius de l'cicle de vida, es tornarà més crítica per habitació sostenible dels humans.

L'objectiu de la integració de BIM-GIS és habilitar els fluxos de treball per crear actius i administrar-los. No hi ha transferències discretes i ben definides entre aquests dos fluxos de treball.

Mite: No pots usar directament el contingut BIM en SIG

Al revés de la discussió sobre com trobar característiques de SIG en les dades BIM, sovint escoltem que no és raonable ni possible utilitzar directament el contingut de BIM en SIG per raons que van des de la complexitat semàntica, la densitat d'actius, a la escala d'actius. La discussió sobre la integració de BIM-GIS generalment s'orienta cap als formats d'arxiu i els fluxos de treball Extreure, Transformar i Carregar (ETL).

De fet, ja estem utilitzant directament el contingut BIM en GIS. L'estiu passat, vam presentar la capacitat de llegir directament un arxiu Revit en ArcGIS Pro. En aquell moment, el model podria interactuar amb ArcGIS Pro com si estigués compost per característiques de SIG i després transformar-se a altres formats de SIG estàndard mitjançant esforç manual, si es desitja. Amb ArcGIS Pro 2.3, estem alliberant la capacitat de publicar un nou tipus de capa, una capa d'escena de construcció , Que permet a un usuari encapsular la semàntica, la geometria i el detall d'atributs d'un model de Revit en un format altament escalable creat per experiències GIS. La capa d'escena de l'edifici, que es descriurà en l'especificació I3S oberta, se sent com un model de Revit per a l'usuari i permet la interacció utilitzant eines i pràctiques estàndard de SIG.

M'ha fascinat descobrir que a causa de la disponibilitat de més ample de banda, emmagatzematge més barat i processament més barat, estem passant de 'ETL' a 'ELT' o fluxos de treball. En aquest model, les dades es carreguen essencialment en qualsevol sistema que els necessiti en la seva forma nativa i després es pot accedir-hi per la seva traducció en un sistema remot o magatzem de dades on es realitzarà l'anàlisi. Això redueix la dependència de l'processament en la font, i conserva el contingut original per a una transformació millor o més profunda quan la tecnologia millora. Estem treballant en ELT a Esri i sembla que ens hem topat amb el valor central d'aquest canvi quan em vaig referir a 'eliminar la E i la T de ETL' en una conferència l'any passat. ELT fa que la conversa canviï radicalment de l'escenari en el qual l'usuari sempre ha d'estar vinculat fora de l'experiència GIS per buscar o consultar el model íntegrament. A l'carregar directament les dades en el patró ELT,

Mite: GIS és el repositori perfecte per a la informació BIM

Tinc dues paraules: “Registre legal”. La documentació BIM és sovint el registre legal de les decisions comercials i la informació de compliment, que es registra per a lanàlisi de defectes de construcció i judicis, impostos i avaluació de codis, i com una constància de lliurament. En molts casos, els arquitectes i enginyers han de segellar o certificar que la seva feina és vàlida i compleix els requisits de la seva especialitat i les lleis o codis aplicables.

En algun moment, és concebible que GIS pugui ser un sistema de registre per als models BIM, però en aquest punt, crec que això està a anys o dècades de distància, ancorat per sistemes legals que encara són versions computeritzades de processos en paper. Estem buscant fluxos de treball, per vincular actius en SIG a actius en repositoris BIM, perquè els clients puguin aprofitar al control de versions i la documentació necessària en el món BIM juntament amb la capacitat d'un mapa, per a col·locar informació d'actius en un ric context geoespacial per a anàlisi i comprensió i comunicació.

De manera similar a la part de la discussió de “característiques de GIS”, la integració d'informació a través dels dipòsits BIM i GIS serà assistida en gran mesura pels models d'informació estandarditzats a GIS i BIM, que permeten que les aplicacions vinculin informació de manera fiable entre els dos dominis. Això no vol dir que hi haurà un sol model d'informació per capturar tant informació GIS com BIM. Hi ha massa diferències en la manera com s'han de fer servir les dades. Però necessitem estar segurs que construïm tecnologia i estàndards flexibles, que puguin adaptar-se a l'ús de la informació a les dues plataformes amb alta fidelitat i conservació del contingut de la informació.

La Universitat de Kentucky va ser un dels primers clients en donar-nos accés al seu contingut de Revit. UKy utilitza una validació de dibuix rigorosa per assegurar-se que les dades correctes estiguin en les dades BIM per admetre l'operació i manteniment de el cicle de vida complet.

Resum

Els canvis en la capacitat de maquinari i programari, i el trasllat a una societat digitalitzada basada en dades, estan creant oportunitats per integrar diverses tecnologies i dominis que mai van existir abans. La integració de dades i fluxos de treball a través de GIS i BIM, ens permet aconseguir una major eficiència, sostenibilitat i habitabilitat de les ciutats, campus i llocs de treball que ens envolten.

Per capitalitzar els avenços tecnològics, necessitem crear equips integrats i associacions, per proposar solucions a problemes complexos que afecten sistemes complets, no fluxos de treball discrets i estàtics. També hem de canviar fonamentalment cap a nous patrons de tecnologia, que puguin abordar els problemes dintegració amb més solidesa i flexibilitat. Els patrons d'integració de GIS i BIM, que adoptem avui han d'estar a prova de futur perquè puguem treballar junts cap a un futur més sostenible.