5 mitos y 5 realidades de la integración de BIM – GIS

Chris Andrews ha escrito un valioso artículo en un momento de coyuntura interesante, cuando ESRI y AutoDesk buscan la forma de acercar la simplicidad del GIS al entramado del diseño que lucha por materializar el BIM como estándar en los procesos de ingeniería, arquitectura y construcción.  Si bien el artículo lleva la óptica de estas dos empresas, es un punto de vista interesante, aunque no necesariamente coincide con las estrategias de otros ponentes sobre el mercado como Tekla(Trimble), Geomedia(Hexagon) el Imodel.js(Bentley).  Sabemos que algunas de las posturas antes del BIM eran “un CAD que hace GIS” o “un GIS que se adapta al CAD”.

Un poco de historia…

En la década de los 80 y 90, las tecnologías CAD y GIS surgieron como alternativas competitivas, para los profesionales que necesitaban trabajar con información espacial, que se procesaba principalmente, a través del papel. En esa era, la sofisticación del software y la capacidad del hardware, limitaban el alcance de lo que se podía hacer con la tecnología asistida por computadora, tanto para la redacción, como para el análisis de mapas. CAD y GIS, parecían ser versiones superpuestas de herramientas computarizadas, para trabajar con geometrías y datos, que producirían documentación en papel.

A medida que el software y el hardware se han vuelto más avanzados y sofisticados, hemos presenciado la especialización de todas las tecnologías que nos rodean, incluidos CAD y GIS, y el camino hacia flujos de trabajo totalmente digitales (llamados también “digitalizados”). La tecnología CAD, inicialmente se centró en la automatización de tareas provenientes del dibujo manual. El modelado de información de construcción (BIM), un proceso para lograr una mejor eficiencia, durante el diseño y la construcción, ha empujado gradualmente las herramientas de diseño BIM y CAD desde la creación de dibujos y hacia modelos digitales inteligentes de activos del mundo real. Los modelos creados, en los modernos procesos de diseño BIM son lo suficientemente sofisticados como para simular la construcción, encontrar defectos en las primeras etapas del diseño y generar estimaciones de alta precisión, para el cumplimiento del presupuesto en proyectos que cambian dinámicamente, por ejemplo.

GIS también se ha diferenciado y profundizado en sus capacidades a través del tiempo. Ahora, GIS puede manejar miles de millones de eventos, desde sensores en vivo, realizar visualizaciones desde petabytes de modelos 3D, e imágenes a un navegador o teléfono móvil, y realizar análisis predictivos, complejos, y escalados en múltiples nodos de procesamiento dispersos en la nube. El mapa, que comenzó como una herramienta analítica en papel, se ha transformado en un tablero de instrumentos o portal de comunicación para sintetizar análisis complejos en una forma humana-interpretable.

Para aprovechar todo el potencial de los flujos de trabajo integrados entre BIM y GIS, críticos para dominios como las Ciudades Inteligentes y la Ingeniería Digitalizada, debemos examinar cómo estos dos mundos pueden ir más allá de la competencia de la industria y avanzar hacia flujos de trabajo digitalizados completos, que nos permitirán desconectarnos de los procesos en papel de los últimos cientos de años.

Mito: BIM es para …

En la comunidad GIS, una de las cosas más comunes que veo y escucho son las definiciones de BIM basadas en la comprensión externa del mundo BIM. Con frecuencia escucho que BIM es para administración, visualización, modelado 3D o que es solo para edificios, por ejemplo. Desafortunadamente, ninguno de estos es realmente para lo que se usa BIM, aunque puede extender o habilitar algunas de estas capacidades o funciones.

Esencialmente, BIM es un proceso para ahorrar tiempo y dinero, y lograr resultados de alta confianza durante el proceso de diseño y construcción. El modelo 3D generado durante los procesos de diseño BIM, es un subproducto de la necesidad de coordinar un diseño particular, capturar una estructura tal como está, para evaluar los costos de demolición, o proporcionar un registro legal o contractual de cambios en un activo físico. La visualización puede ser parte del proceso, porque ayuda a los humanos a comprender la dinámica, las características y la estética de un diseño propuesto.

Como aprendí hace mucho tiempo en Autodesk, la ‘B’ en BIM significa ‘Construir, el verbo’ no ‘Edificio, el sustantivo’. Autodesk, Bentley y otros proveedores han trabajado con la industria para infundir los conceptos del proceso BIM, en dominios tales como ferrocarriles, carreteras y autopistas, servicios públicos y telecomunicaciones. Cualquier agencia u organización, que administre y construya activos físicos fijos, tiene un interés personal en asegurarse de que sus contratistas de diseño e ingeniería utilicen los procesos BIM.

Los datos BIM pueden potencialmente utilizarse en flujos de trabajo operativos para la gestión de activos. Esto se ha fijado, por ejemplo, en las nuevas normas ISO para BIM, que han sido informadas, por el proceso de estandarización de normas del Reino Unido, establecido en los últimos 10 años. A pesar de que estas nuevas propuestas se centran en el uso de datos BIM, en el ciclo de vida completo de un activo, aún está claro que los ahorros en los costos de construcción, como se indica en el artículo, son el impulso principal para la adopción de BIM.

Cuando se ve como un proceso, la integración de la tecnología GIS con BIM, se vuelve mucho más compleja que solo leer gráficos y atributos de un modelo 3D y mostrarlos en GIS. Para comprender realmente cómo se puede usar la información en BIM y GIS, a menudo nos encontramos con que tenemos que redefinir nuestro concepto de edificio o carretera, y entender cómo los clientes necesitan usar una amplia gama de datos de proyecto en el contexto geoespacial. También encontramos que enfocarse en el modelo, a veces significa que hemos pasado por alto lo más simple, flujos de trabajos más básicos que son esenciales para todo del proceso, como el uso de datos recopilados en campo con precisión en un sitio de construcciones, para vincular la ubicación con los datos del modelo para su inspección, inventario y encuesta.

En última instancia, solo lograremos un entendimiento y resultados comunes, si “cruzamos la brecha” para trabajar en equipos combinados, que puedan aportar diversidad a la resolución de problemas. Es por eso que estamos trabajando con Autodesk y otros socios en este espacio.
La asociación entre Esri y Autodesk, anunciada por primera vez en 2017, ha sido un gran paso para reunir a un equipo multidisciplinario para abordar algunos de los problemas de integración BIM-GIS.

Mito: BIM proporciona automáticamente características GIS

Uno de los conceptos más difíciles de transmitir a un usuario no especialista en BIM-GIS, es que, aunque el modelo BIM parece exactamente un puente o edificio, no tiene necesariamente las características que conforman la definición de un edificio o puente para fines cartográficos o de análisis geoespacial.
En Esri, estamos trabajando en nuevas experiencias para la navegación dentro del edificio y la administración de recursos, como ArcGIS Indoors. Muchos usuarios han esperado que con nuestro trabajo con los datos de Autodesk Revit, podríamos extraer automáticamente geometrías comunes, como habitaciones, espacios, planos de planta, la huella del edificio y la estructura de un edificio. Aún mejor, podríamos extraer la malla de navegación para ver cómo un humano atravesaría la estructura.

Todas estas geometrías serían muy útiles para aplicaciones GIS y para flujos de trabajo de administración de activos. Todavía, ninguna de estas geometrías es necesaria para construir el edificio y, por lo general, no existe en un modelo de Revit.
Estamos examinando tecnologías para calcular estas geometrías, pero algunas ofrecen complejos desafíos de investigación y flujos de trabajo que han dejado perplejos a la industria durante años. ¿Qué es impermeable?, ¿qué es la envoltura retráctil de un edificio? ¿Incluye la fundación? ¿Qué tal balcones? ¿Cuál es la huella de un edificio? ¿Incluye voladizos? ¿O es sólo la intersección de la estructura con el suelo?

Para garantizar que los modelos BIM contengan las funciones necesarias para los flujos de trabajo de SIG, los operadores propietarios deberán definir las especificaciones de esa información antes de que comience el diseño y la construcción. Al igual que los flujos de trabajo clásicos de conversión de CAD-GIS, en los que los datos de CAD se validan antes de convertirse en un GIS, el proceso BIM y los datos que se obtienen deben especificar e incluir características que se usarían durante la administración del ciclo de vida de una estructura, si ese es un objetivo de crear los datos BIM.

Hay organizaciones en todo el mundo, típicamente gobiernos y operadores de campus controlados o sistemas de activos, que han comenzado a requerir que las características y atributos del ciclo de vida se incluyan en el contenido BIM. En los EE. UU., La Administración de Servicios Gubernamentales está impulsando nuevas construcciones a través de los requisitos de BIM y agencias como la Administración de Veteranos han hecho grandes esfuerzos para detallar los elementos BIM, como habitaciones y espacios, que serán útiles en la administración de las instalaciones después de que se construya el edificio. Hemos descubierto que los aeropuertos, como Denver, Houston y Nashville, tienen un control estricto de sus datos BIM y con frecuencia tienen datos altamente consistentes. He visto algunas grandes charlas de SNCF AREP que construyeron un programa BIM completo para estaciones ferroviarias, basado en el concepto de que los datos BIM se utilizarían en flujos de trabajo de gestión de activos y operaciones. Espero ver más de esto en el futuro.

Los datos compartidos con nosotros desde el Aeropuerto Internacional George HW Bush Houston (que se muestra aquí en Web AppBuilder) demuestran que, si los datos BIM están estandarizados, por lo general a través de herramientas de validación de dibujo, entonces pueden incorporarse sistemáticamente al SIG. Normalmente, vemos información de construcción en modelos BIM antes de ver información relacionada con FM

Mito: hay un formato de archivo que puede proporcionar la integración BIM-GIS

En los flujos de trabajo clásicos de integración empresarial, una tabla o formato podría asignarse a otra tabla o formato, para permitir de manera confiable la transmisión de información entre diferentes tecnologías. Por varias razones, este patrón es cada vez más inadecuado para manejar las necesidades de de los ^tflujos de información del siglo 21:

• La información almacenada en archivos es difícil de transmitir
• La asignación de datos a través de dominios complejos tiene pérdidas
• La asignación de datos implica una incompleta duplicación de contenido en los sistemas
• El mapeo de datos es a menudo unidireccional
• La tecnología, la recopilación de datos y los flujos de trabajo de los usuarios, están cambiando tan rápidamente que se garantiza que las interfaces de hoy serán menos de lo que requerirá el mañana

Con el objetivo de lograr una verdadera digitalización, la representación digital de un activo, debe ser rápidamente accesible en un entorno distribuido, que pueda modernizarse y actualizarse para adaptarse a consultas, análisis e inspecciones más complejas a lo largo del tiempo y a lo largo de la vida útil del activo.

Un modelo de datos, no puede abarcar todo lo que podría integrarse en BIM y GIS a través de industrias altamente diversas y las necesidades de los clientes, por lo que no existe un formato único que pueda capturar la totalidad de este proceso de manera que se pueda acceder rápidamente y sea bidireccional. Espero que las tecnologías de integración continúen madurando con el tiempo, a medida que BIM se hace más rico en contenido y exista la necesidad de utilizar los datos BIM en el contexto de SIG para la gestión de activos del ciclo de vida, se volverá más crítica para habitación sostenible de los humanos.

El objetivo de la integración de BIM-GIS es habilitar los flujos de trabajo para crear activos y administrarlos. No hay transferencias discretas y bien definidas entre estos dos flujos de trabajo.

Mito: No puedes usar directamente el contenido BIM en SIG

A la inversa de la discusión sobre cómo encontrar características de SIG en los datos BIM, a menudo escuchamos que no es razonable ni posible utilizar directamente el contenido de BIM en SIG por razones que van desde la complejidad semántica, la densidad de activos, a la escala de activos. La discusión sobre la integración de BIM-GIS generalmente se orienta hacia los formatos de archivo y los flujos de trabajo Extraer, Transformar y Cargar (ETL).

De hecho, ya estamos utilizando directamente el contenido BIM en GIS. El verano pasado, presentamos la capacidad de leer directamente un archivo Revit en ArcGIS Pro. En ese momento, el modelo podría interactuar con ArcGIS Pro como si estuviera compuesto por características de SIG y luego transformarse a otros formatos de SIG estándar mediante esfuerzo manual, si se desea. Con ArcGIS Pro 2.3, estamos liberando la capacidad de publicar un nuevo tipo de capa, una capa de escena de construcción , que permite a un usuario encapsular la semántica, la geometría y el detalle de atributos de un modelo de Revit en un formato altamente escalable creado para experiencias GIS. La capa de escena del edificio, que se describirá en la especificación I3S abierta, se siente como un modelo de Revit para el usuario y permite la interacción utilizando herramientas y prácticas estándar de SIG.

Me ha fascinado descubrir que debido a la disponibilidad de más ancho de banda, almacenamiento más barato y procesamiento más barato, estamos pasando de ‘ETL’ a ‘ELT’ o  flujos de trabajo. En este modelo, los datos se cargan esencialmente en cualquier sistema que los necesite en su forma nativa y luego se puede acceder a ellos para su traducción en un sistema remoto o almacén de datos donde se realizará el análisis. Esto reduce la dependencia del procesamiento en la fuente, y conserva el contenido original para una transformación mejor o más profunda cuando la tecnología mejora. Estamos trabajando en ELT en Esri y parece que nos hemos topado con el valor central de este cambio cuando me referí a ‘eliminar la E y la T de ETL’ en una conferencia el año pasado. ELT hace que la conversación cambie radicalmente del escenario en el que el usuario siempre debe estar vinculado fuera de la experiencia GIS para buscar o consultar el modelo en su totalidad. Al cargar directamente los datos en el patrón ELT,

Mito: GIS es el repositorio perfecto para la información BIM

Tengo dos palabras: “Registro legal”. La documentación BIM es a menudo el registro legal de las decisiones comerciales e la información de cumplimiento, que se registra para el análisis de defectos de construcción y juicios, impuestos y evaluación de códigos, y como una constancia de entrega. En muchos casos, los arquitectos e ingenieros deben sellar o certificar que su trabajo es válido y cumple con los requisitos de su especialidad y las leyes o códigos aplicables.

En algún momento, es concebible que GIS pueda ser un sistema de registro para los modelos BIM, pero en este punto, creo que esto está a años o décadas de distancia, anclado por sistemas legales que aún son versiones computarizadas de procesos en papel. Estamos buscando flujos de trabajo, para vincular activos en SIG a activos en repositorios BIM, para que los clientes puedan aprovechar el control de versiones y la documentación necesaria en el mundo BIM junto con la capacidad de un mapa, para colocar información de activos en un rico contexto geoespacial para análisis y comprensión y comunicación.

De manera similar a la parte de la discusión de “características de GIS”, la integración de información a través de los repositorios BIM y GIS será asistida en gran medida por los modelos de información estandarizados en GIS y BIM, que permiten que las aplicaciones vinculen información de manera confiable entre los dos dominios. Eso no significa que habrá un solo modelo de información, para capturar tanto información GIS como BIM. Hay demasiadas diferencias en la forma en que deben usarse los datos. Pero necesitamos estar seguros de que construimos tecnología y estándares flexibles, que puedan adaptarse al uso de la información en ambas plataformas con alta fidelidad y conservación del contenido de la información.

La Universidad de Kentucky fue uno de los primeros clientes en darnos acceso a su contenido de Revit. UKy utiliza una validación de dibujo rigurosa para asegurarse de que los datos correctos estén en los datos BIM para admitir la operación y mantenimiento del ciclo de vida completo.

Resumen

Los cambios en la capacidad de hardware y software, y el traslado a una sociedad digitalizada basada en datos, están creando oportunidades para integrar diversas tecnologías y dominios que nunca existieron antes. La integración de datos y flujos de trabajo a través de GIS y BIM, nos permite lograr una mayor eficiencia, sostenibilidad y habitabilidad de las ciudades, campus y lugares de trabajo que nos rodean.

Para capitalizar los avances tecnológicos, necesitamos crear equipos integrados y asociaciones, para proponer soluciones a problemas complejos que afectan a sistemas completos, no a flujos de trabajo discretos y estáticos. También debemos cambiar fundamentalmente hacia nuevos patrones de tecnología, que puedan abordar los problemas de integración con más solidez y flexibilidad. Los patrones de integración de GIS y BIM, que adoptamos hoy deben estar “a prueba de futuro” para que podamos trabajar juntos hacia un futuro más sostenible.