Diseño y construcción virtual

El diseño y construcción virtual (VDC) es la gestión de modelos de desempeño multidisciplinarios integrados de proyectos de diseño y construcción, incluyendo el producto (instalaciones), los procesos de trabajo y la organización del equipo de diseño, construcción y operación para respaldar objetivos comerciales explícitos y públicos . ^[1] Esto generalmente se logra creando un gemelo digital del proyecto, en donde se administra la información.

La base teórica del VDC incluye: ^[2]

• Métodos de modelado de ingeniería : producto , organización, proceso
• Métodos de análisis: diseño basado en modelos : incluye cantidades, cronograma , costo, interacciones 4D y riesgos del proceso ; se denominan herramientas de modelado de información de construcción (BIM)
• Métodos de visualización
• Métricas empresariales –dentro del análisis empresarial– y un enfoque en la gestión estratégica
• Análisis del impacto económico , es decir, modelos tanto del costo como del valor de las inversiones de capital.

"Los modelos BIM de diseño y construcción virtuales son virtuales porque muestran descripciones del proyecto basadas en computadora . El modelo de proyecto BIM enfatiza aquellos aspectos del proyecto que se pueden diseñar y gestionar, es decir, el producto (normalmente un edificio o planta [e infraestructura]), la organización que lo definirá, diseñará, construirá y operará, y el proceso que seguirán los equipos de la organización, es decir, el producto-organización-proceso o POP. Estos modelos están integrados lógicamente en el sentido de que todos pueden acceder a datos compartidos , y si un usuario resalta o cambia un aspecto de uno, los modelos integrados pueden resaltar o cambiar los aspectos dependientes de los modelos relacionados. Los modelos son multidisciplinarios en el sentido de que representan al arquitecto, la ingeniería, la construcción (AEC) y el propietario del proyecto, así como las subdisciplinas relevantes. Los modelos son modelos de rendimiento en el sentido de que predicen algunos aspectos del rendimiento del proyecto, rastrean muchos que son relevantes y pueden mostrar el rendimiento previsto y medido en relación con los objetivos de rendimiento del proyecto establecidos. Algunas empresas ahora practican los primeros pasos del modelado BIM y encuentran consistentemente que mejoran el rendimiento empresarial al hacerlo". ^[3] Las empresas también están considerando desarrollar BIM en varios niveles de detalle, ya que dependiendo de la aplicación de BIM, se necesita más o menos detalle y existe un esfuerzo de modelado variable asociado con la generación de modelos de información de construcción en diferentes niveles de detalle. ^[4]

Los avances en la ingeniería de la construcción comenzaron con los diez volúmenes sobre arquitectura que completó Vitruvio , un romano del siglo I a. C. Vitruvio sentó las bases fundamentales y duraderas para el estudio de la construcción.

Un principio de construcción es el uso de una ontología aplicada basada en la ontología superior . En la práctica, estas ontologías adoptan la forma de estructuras de desglose, como la estructura de desglose del trabajo . Por lo general, las estructuras de desglose forman metadatos para representar una actividad de construcción; existen casos notables en empresas de construcción excepcionalmente grandes en las que simplemente se enumeran. En la práctica, un enfoque de ontología requiere un enfoque de integración semántica de los datos de construcción para capturar el estado actual de las actividades de construcción (es decir, el proyecto).

La investigación que forma el diseño y la construcción virtuales (VDC) se basa en evidencia científica y una validación medida contra una mejor teoría opuesta a una mejor práctica. Este enfoque, iniciado por el ilustre Dr. Kunz, fue un cambio con respecto a las metodologías de ingeniería de la construcción anteriores que se centraban en estudios de mejores prácticas. El método de evidencia científica requiere formular una hipótesis y luego probar esa hipótesis hasta el fracaso para validarla. Una variedad de metodologías científicas han demostrado ser útiles en la investigación de ingeniería de la construcción, tanto en la investigación cualitativa como en la investigación cuantitativa . Debido a que la construcción es difícil de replicar en un entorno controlado, prevalecen las metodologías de razonamiento basado en casos , estudio de casos e investigación-acción . Es importante incluir el poder de un método en los resultados; el estudio de caso suele ser amplio y la investigación-acción suele estar enfocada.

Un concepto central en VDC son las dimensiones espacio-temporales . Hay cuatro dimensiones; tres dimensiones espaciales y una cuarta, el tiempo. Hay dimensiones adicionales de costo y calidad, pero un núcleo está formado por estas cuatro. Las cuatro dimensiones fueron entendidas por primera vez por Vitruvi como una importancia de la perspectiva (es decir, 3D) y el tiempo (es decir, 4D). Antes de la informática, el enfoque estaba en la cuarta dimensión del tiempo. En la práctica, el tiempo es un foco del método de la ruta crítica . Con los avances en la informática, la representación de tres dimensiones del espacio ha aumentado. La fusión del espacio y la ontología discutida anteriormente formó el modelo de información , en el campo de la ingeniería de la construcción, conocido como modelado de información de construcción . La combinación de espacio y tiempo en la práctica se muestra mediante el método de programación lineal y en estrecha relación con el modelo 4D.

La informática trajo consigo la necesidad de alinearse con un desarrollador de software. Anteriormente, el lápiz y el papel eran indulgentes con la mezcla de métodos de diferentes escuelas de pensamiento. El software no es tan indulgente y mezclar software requiere esto como objetivo. Esto forma el campo de investigación de la interoperabilidad . La aplicación práctica se demuestra en las clases de fundamentos de la industria .

Hoy en día, los avances más atractivos en VDC están en la visión por computadora ( Lista de temas de visión por computadora ), la inteligencia artificial y la arquitectura de transmisión (AoT), un proceso de gestión del ciclo de vida del proyecto orientado a objetos, que actúa como contrapunto a las tecnologías de IoT encargadas. [2]

Una aplicación importante del VDC es en la zona de trabajo. Allí es donde se desarrollan las actividades de construcción y la fuerza laboral es un componente central. Para crear una fuerza laboral capacitada con los conocimientos técnicos necesarios para utilizar las herramientas tecnológicas disponibles en la actualidad, el VDC incluye el desarrollo de temas de formación profesional avanzados.

• Gestión de la construcción
• Ingeniería de la construcción
• Lista de temas de gestión de proyectos

• Centro de Ingeniería de Instalaciones Integradas (CIFE), Universidad de Stanford
• Mosaico, Universidad Carnegie Mellon
• BIM en UTexas
• Laboratorio de automatización de sistemas de campo y construcción (FSCAL), UTexas
• Laboratorio de Tecnología de la Información para la Construcción (CITL), Instituto Tecnológico de Georgia
• Laboratorio RAPIDS, Instituto Tecnológico de Georgia