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Serviço WEB IFC para medição estruturas modelos BIM

Apresentação

Teve lugar na FEUP, no passado dia 10 de Julho de 2014, a apresentação do trabalho de tese de mestrado do João Pedro Sá com o título “Modelação de Estruturas em BIM – Desenvolvimento de uma ferramenta para medição automática”, e cujo o objectivo principal foi o desenvolvimento de um Serviço WEB IFC . O arguente foi o Prof. Hipólito Sousa, o Presidente do Júri foi o Prof. Abel Henriques, e os orientadores foram o Prof. João Poças Martins e eu João Rio.

Apresentação João Pedro Sá

O trabalho do João Pedro Sá vêm no seguimento do trabalho de compreensão da linguagem IFC em geral , e das estruturas em particular, iniciado por Bruno Ferreira e continuado por Sérgio Pinho.

Trabalho

O João Pedro foi capaz de aprender e interpretar a estrutura da informação estrutural de um modela na linguagem IFC e a partir dai programou um software capaz de ler um modelo IFC a partir de um ficheiro disponibilizado na internet, e desse modelo obter e devolver as medições parciais e totais dos elementos estruturais. Este programa foi montado na plataforma OpenG académica baseada na FEUP, desenvolvida pelo Prof. Miguel Castro e por mim, João Rio, mantido por Rui Barros, e a partir dai passou a funcionar como um Serviço WEB IFC, ou web service, cuja API está explicada com mais detalhe na tese e na própria apresentação. Resumindo, o web service desenvolvido permite obter medições de estruturas de modelos BIM em IFC sob a forma de conteúdo XML que pode ser depois lido em várias plataformas, por exemplo no Excel (2013), ou outras como Matlab, Python, Google Spreadsheets, etc.

WEB SERVICE API

Tomemos por exemplo o modelo simples BIM em IFC. Usando o serviço web, WS, do tipo REST, em que o endereço define o próprio pedido. Neste caso foram contempladas 2 tipos de pedido “filtered” e “global”, cada um com o seu endereço especifico:

e somando um único parâmetro, que é o endereço web do ficheiro que contém o modelo, por exemplo: https://www.dropbox.com/s/ufpjgt5fhdkz7kp/milimetrostekla.ifc?dl=1, é construído um pedido:

que devolvem um resultado em formato XML. O serviço para pedidos “filtered” foi devolvido de forma a devolver um resultado com formato XML cujo conteúdo pode ser filtrado sendo possível obter medições detalhadas do modelo como por exemplo as quantidades por material, por tipo de elemento estrutural ou para cada um dos elementos estruturais.

xpath example

Ou então, usando ferramentas mais correntes para o engenheiro civil como o EXCEL 2013, utilizando a função WEBSERVICE (link1, link2) do EXCEL 2013 seguida da função FILTERXML. Por exemplo fazendo o pedido =WEBSERVICE(“http://openg.fe.up.pt/api/ifc/filtered?address=https://www.dropbox.com/s/ufpjgt5fhdkz7kp/milimetrostekla.ifc?dl=1″) na célula C8 obtém o resultado XML completo. Se depois quiser procurar um valor especifico das medições, por exemplo o volume da viga Beam1, então pode, noutra célula escrever =FILTERXML(C8;”result/body/properties/beam1/volume”) e obterá esse valor.

Se for feito um pedido ao serviço “global”, então são devolvidos os resultados igualmente em formato XML mas de forma a que possam ser montados numa tabela do EXCEL de forma automática, seguindo os 3 passos indicados na figura em baixo:

excel xml import

Apresentação de tese sobre BIM Estruturas. Modelo IFC como agente de interoperabilidade: Aplicação ao domínio das Estruturas

1 resposta

No passado dia 17 de Julho de 2013, o aluno/candidato Sérgio Pinho fez a apresentação e defesa da sua tese intitulada “O Modelo IFC como agente de interoperabilidade: Aplicação ao domínio das estruturas“, ou BIM Estruturas, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, FEUP.

Sérgio Pinho a apresentar o seu trabalho de tese de MIEC na FEUP sobre BIM Estruturas

A tese foi orientada por João Poças Martins e coorientada por Miguel Ferraz e João Rio, arguida pelo José Miguel Castro, fazendo ainda parte do júri, como presidente, a Maria de Lurdes Lopes, todos da FEUP A investigação foi desenvolvida no contexto do estudo das tecnologias BIM em geral e estruturas em particular, que tem vindo a ser realizado no grupo GEQUALTEC pelo João Poças Martins, chamando-se a atenção para um primeiro trabalho de tese de MIEC.

Apresentação Dissertação – Sérgio Pinho – O modelo IFC como agente de interoperabilidade from sparoes

Resumo

A filosofia envolta no conceito BIM (Building Information Modeling) possibilita a junção de diferentes âmbitos do projecto num único modelo virtual, o que traz uma crescente necessidade de constante troca de informação entre os intervenientes nos projectos de edifícios. Maiores níveis de interoperabilidade significam maiores níveis de envolvimento entre os participantes na elaboração de um projecto de engenharia civil e por isso permite um maior acompanhamento do fluxo de trabalho, maior automatização de processos e maior controlo de erros e falhas imputáveis não só aquando da realização do projecto mas também ao longo do ciclo de vida da obra. Assim, a aplicação de metodologias BIM permite um aumento significativo da velocidade dos processos de projecto e construção.

Modelação a partir de CAD da tese de Sérgio Pinho

O standard IFC enquanto agente de interoperabilidade é já implementado há mais de uma década e meia. Presentemente é exponênciada pelo surgimento do novo esquema IFC4 suportado por normalização ISO, o que representa um grande avanço da especificação IFC.

Atendendo a isto, o objectivo deste estudo passa por começar a investigar entidades IFC que permitam a definição estrutural de elementos pela sua definição analítica, função que é agora suportada pelo IFC4. Com a grande celeridade dos avanços tecnológicos torna-se necessário estar sempre um passo à frente em tudo o que diz respeito a sistemas informáticos. Portanto, no domínio IFC, a presente dissertação incidiu especialmente sobre elementos simples de estruturas de betão (pilares, pórticos, estruturas porticadas) cuja multiplicação permite a composição de estruturas de edifícios regulares. Para além da identificação das classes necessárias para a definição dos elementos estruturais que compõem uma edificação regular, fez-se também um estudo dos níveis de interoperabilidade actuais para a transferência desses dados e demonstra-se uma possibilidade de aplicação futura do modelo IFC. Essa aplicação prática das classes IFC demonstra o grande potencial da especificação, na troca de informações entre os programas de modelação e os programas de cálculo e análise estrutural. Para além de constituir um agente de interoperabilidade, pode também ser encarado como uma ferramenta BIM deste ponto de vista. Contudo tem sido alvo de criticas por parte de diversos autores no que toca à sua aplicabilidade no domínio das estruturas.

Referência

[1] S. Pinho, “O Modelo IFC como agente de interoperabilidade: Aplicação ao domínio das estruturas,” Universidade do Porto – Faculdade de Engenharia, 2013.

[2] J. Silva, “Principios para o Desenvolvimento de Projetos com Recurso a Ferramentas BIM,” Universidade do Porto, 2013.

[3] B. Ferreira, “Aplicação de conceitos BIM à instrumentação de estruturas,” FEUP, 2011.

Ligações Externas

Tese sobre Aplicação de Conceitos BIM SHM à Instrumentação de Estruturas

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Em Julho de 2011 o aluno/candidato Bruno Ferreira apresentou com sucesso o seu trabalho de mestrado integrado em engenharia civil, MIEC, com o titulo “Aplicação de Conceitos BIM à Instrumentação de Estruturas“, BIM SHM, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, FEUP.

Expansion of IFC Data Model to Kinematic Sensor at IJUP2012 by Bruno Ferreira from Joao Rio

O trabalho foi orientado por João Poças Martins e por João Rio e deu origem a alguns artigos de conferência e a um artigo de revista científica.

Resumo

A instrumentação e monitorização estrutural têm vindo a ganhar uma crescente importância na área da construção civil. No entanto, os dados dela resultantes não têm sido alvo do melhor tratamento. De forma a se corrigir este factor, pretende-se integrar os dados recolhidos em sistemas de gestão de informação como os BIM. Os BIM assentam na ideia de integrar toda a informação relacionada com um edifício ou projecto num único modelo digital. Essa informação pode ser prévia ou ser associada durante a construção do edifício ou durante a sua vida útil. Estas ferramentas têm-se desenvolvido rapidamente, aumentando as suas possibilidades de gestão de informação.

A finalidade deste estudo passa por gerir a informação decorrente da instrumentação e monitorização estrutural. Para se atingir essa finalidade, estudou-se um modelo padrão de construção, com a utilização de uma linguagem comum. Este modelo é denominado por IFC. Neste trabalho, é feita uma avaliação da aplicabilidade do modelo IFC, como formato para troca de informação entre os sensores e o BIM. Propõe-se a extensão do modelo com base em sensores cinemáticos, uma vez que este só engloba sensores ambientais.

Visualização da informação do sensor através da selecção do mesmo no modelo tridimensional

Com base no modelo exposto e recorrendo a programas BIM, realizou-se um caso de estudo real relativo ao edifício da Nave do INEGI, utilizando dados provenientes de medições reais. Realizou-se um modelo tridimensional do edifício, verificou-se a interoperabilidade entre várias ferramentas BIM compatíveis e criaram-se propriedades dentro do modelo IFC capazes de transportar as informações registadas pelos sensores.

Aborda-se assim, o tema da monitorização e instrumentação de estruturas enquadrados nos BIM a uma escala mais próxima da real, onde as adversidades e os problemas levantados diferem substancialmente dos apresentados teoricamente. Os resultados sugerem que a gestão de informação por parte dos BIM relativamente aos dados obtidos pelos sensores se torna viável.

Referência

1. Ferreira, B., Aplicação de conceitos BIM à instrumentação de estruturas. 110 (2011).

Expansão modelo IFC com sensores de monitorização estrutural

Sensores IFC

Arquitectura de sistemas de monitorização estutural

Foi publicado um novo artigo sobre expansão de classes IFC de modelação BIm para incluir sensores de monitorização estrutural resultante do trabalho de Mestrado Integrado na FEUP do Bruno Ferreira com o título: Aplicação de conceitos BIM à instrumentação de estruturas.

Resumo em Inglês:

The instrumentation and structural health monitoring, SHM, of buildings is a growing field in the construction industry. The goal of this research work is to explore ways of modeling SHM systems, and the resulting data collected from buildings, in standard information management system such as Building Information Models, BIM. These models need to be stored in digital databases with structures suitable for the specific building related information. In this work the Industry Foundation Classes, IFC, data model was used.

A case study is presented to assess the applicability of the present IFC standard as a tool to build a three-dimensional digital model of a real instrumented building, as well as some of the structural sensors and their results. The interoperability of the digital model was verified by using different modeling, viewing and analysis software tools. Limitations of the current IFC model were explored and extensions to the sensor classes are proposed.

Keywords: Structural Health Monitoring; building structures, information management, BIM, IFC.

Referência:

Rio, J., Ferreira, B. & Poças Martins, J. Expansion of IFC model with structural sensors. Informes de la Construcción 65, 219–228 (2013). DOI: 10.3989/ic.12.043