Descargar - Administración para el diseño

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ANUARIO
2010
Conjunto de herramientas
para la interoperabilidad de
proyectos de construcción
integrales.
PhD; Julio R. Baeza Pereyra
MI; J. Nicolás Zaragoza Grifé
ADMINISTRACIÓN Y TECNOLOGÍA PARA EL DISEÑO
ANUARIO 2010
CONJUNTO DE HERRAMIENTAS PARA LA INTEROPERABILIDAD DE PROYECTOS
DE CONSTRUCCIÓN INTEGRALES
PHD Julio R. Baeza Pereyra
MI J. Nicolás Zaragoza Grifé
Universidad Autónoma de Yucatán
correo: bpereyra@uady.mx
correo: zgrife72@uady.mx
INTRODUCCIÓN
Cuantificar un proyecto de construcción es un trabajo que requiere experiencia, pero sobre todo toma
un tiempo considerable. A través del tiempo se han realizado esfuerzos para mejorar la eficiencia del
proceso de la cuantificación utilizando calculadoras manuales y electrónicas, así como también se ha
difundido mucho el uso de la hoja electrónica (Eastman, et al., 2008).
Estimar las secuencias y las duraciones de los trabajos de construcción es una tarea que requiere
experiencia, pero sobre todo requiere la colaboración de diferentes disciplinas. Además de ello,
la manera corriente de hacer dicha operación en la península de Yucatán es mediante la consulta
directa sobre planos ejecutivos y el presupuesto de obra. Obtener la información desde estos medios
conduce a posibles errores y omisiones si no se tiene la información completa.
El enfoque de este trabajo ha sido lograr que la información contenida en una hoja de Revit fuese
extraída y puesta a disposición de programas tales como SincoWfi, Microsoft Excel y Microsoft
Project. Fue necesario adentrarse en el funcionamiento interno de la herramienta Revit para observar
en qué partes de la estructura de objetos se encuentran los atributos que permiten obtener los
propiedades de los diferentes elementos tales como: muros, ventanas, columnas, losas, etcétera. Así
mismo, también fue necesario modificar la hoja de Revit para incluir parámetros compartidos que el
software no proporciona, tales como: clave, nombre, partida, frente de obra y demás.
Así mismo, también fue necesario modificar al sistema SincoWfi para agregar una tabla de
información en su plantilla de base de datos para guardar la información de la liga de cada uno de los
elementos por cuantificar y su relación con los conceptos de costo en un presupuesto de obra para
ese proyecto. Este trabajo fue desarrollado en el marco del proyecto SISTPROY con financiamiento
interno clave FING-09-009 denominado “Contextualización de los conocimientos y la tecnología
sobre la integración del diseño y construcción en la península de Yucatán; estudios de caso”.
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PROCESOS Y TÉCNICAS DE REALIZACIÓN
Una de las interfaces de usuario se encuentra en inglés debido a que una parte fue desarrollada por
los autores en el Worcester Polytechnic Institute, Massachussetts, Estados Unidos, en Noviembre
de 2009 presentándose en una clase de Cost Estimating como parte de los trabajos de la red del
Programa para el Mejoramiento del Profesorado (PROMEP) de México, a la cual los autores
pertenecen.
MATERIALES Y MÉTODOS
Autodesk Revit.
Autodesk Revit es una herramienta que permite realizar el modelado virtual de edificios en tres
dimensiones. A partir de la versión 8.1 Autodesk, se incluyó la posibilidad de programar macros
dentro del programa implementando una versión de VBA (Visual Basic for Applications). Sin
embargo, no se tuvo todo el poder de manipulación del modelo en Revit hasta que la versión 2010
fue lanzada con una librería de enlace dinámico (DLL) denominada RevitAPI.dll basada en el .NET
Framework.
Con la utilización de esta librería se puede acceder en tiempo de ejecución a un modelo hecho en
Revit, haciendo correr un conjunto de programas realizados en Visual Studio 2008 denominados
“comandos externos”.Un comando externo en Revit permite lanzar una aplicación completa que
tenga libre acceso a todos los objetos del modelo para poder editarlos, eliminarlos, actualizarlos y
seleccionarlos.
Esta tecnología motivó a los autores a construir sistemas computacionales basados en estas
características que pudieran tener acceso, en primer lugar, a un modelo tridimensional en Revit, y
luego a un presupuesto realizado en SincoWfi, dejando al usuario la tarea de relacionar los elementos
del modelo con los conceptos del presupuesto para obtener luego, de manera automatizada, la
cuantificación y la programación de obra para cada uno de ellos y actualizar el presupuesto en
SincoWfi 2003.
SincoWfi.
SincoWfi es una herramienta computacional para ingeniería de costos que permite obtener un
presupuesto detallado en base a precios unitarios. Esta herramienta fue desarrollada en la FIUADY.
Su base de datos está hecha en Microsoft Access 2003. No utiliza las relaciones, sólo las tablas.Una
base de datos de SincoWfi puede contener varios presupuestos, por lo que se determino necesario
poder hacer un mecanismo para que el usuario final de este paquete pudiera seleccionar el presupuesto
a cuantificar a través de la conexión con Revit.
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Microsoft Excel.
Excel fue la primera hoja de cálculo que permite al usuario definir la apariencia de las hojas de cálculo
(las fuentes, atributos de carácter y apariencia de las celdas). También introdujo la re-computación
inteligente de celdas, con lo cual las celdas dependientes de otra que ha sido modificada, se actualizan
al instante. Excel tiene una amplia capacidad gráfica, y permite a los usuarios realizar la combinación
de correspondencia. Como está disponible en la mayoría de los ordenadores de la región, es la
herramienta por defecto que los constructores y diseñadores utilizan para manipular datos tanto de
presupuesto como de programación.
Microsoft Project
Project es un software de administración de proyectos diseñado, desarrollado y comercializado
por Microsoft para asistir a administradores de proyectos en el desarrollo de planes, asignación de
recursos a tareas, dar seguimiento al progreso, administrar presupuesto y analizar cargas de trabajo.
Como es de relativo bajo costo, la mayoría de las constructoras y empresas de diseño lo utilizan para
programar proyectos.
Objetivos y Alcances.
Desarrollar un paquete computacional que permita la interoperabilidad entre un paquete comercial
denominado Revit para BIM con otro de ingeniería de costos denominado SincoWfi para poder
realizar la cuantificación del presupuesto de construcción del modelo en el sistema de ingeniería de
costos.
Los alcances que se obtuvieron fueron los de poder cuantificar todos los elementos de tipo: cuenta,
longitud, área y volumen de un modelo tridimensional y poder guardar la información en SincoWfi
y en Microsoft Project. También, si en el modelo tridimensional las dimensiones llegaran a ser
modificadas por el diseñador o por un cambio de especificación, esos cambios serían reflejados en el
presupuesto de SincoWfi y en Microsoft Project.
Arquitectura de Revit.
Revit utiliza documentos tal y como lo hace Excel y Word de Microsoft; cada modelo reside en un
documento. En este documento el modelo expone todos sus objetos y sus características. A través
de la especificación de sus clases tal como se muestra en la figura 1. Definitivamente, el modelo de
objeto de Revit es significativamente complejo ya que expone muchas clases, métodos, atributos,
interfaces y eventos.
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PROCESOS Y TÉCNICAS DE REALIZACIÓN
Figura 1. Especificación de clases expuestas a través de Revit 2010 API Object Model
Los autores investigaron y se documentaron a fondo para entender la funcionalidad de las partes
que intervienen en el modelo de un edificio virtual en Revit. Entre las partes más importantes
se encuentran las Entidades que pueden ser muros, cadenas, castillos, columnas, losas, etcétera.
Cada una de ellas expone los atributos para poder obtener sus propiedades geométricas tales como
longitudes, áreas y volúmenes, así como información de secuencia de construcción (Fases) (Autodesk,
2009).
Modificaciones al SincoWfi.
Para guardar la información que relaciona las entidades en Revit con los conceptos de los precios
unitarios en SincoWfi; se escogió agregar una tabla a la plantilla de la base de datos de SincoWfi
denominada BIM_1. La estructuración de esta tabla se muestra en la figura 2.
Figura 2. Tabla agregada a la plantilla de SincoWfi.
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Modificaciones a Revit.
Para manipular la información que se relaciona con las entidades en Revit con los conceptos
relacionados con la programación de obras; se diseñó una plantilla de parámetros compartidos más
frecuentes tales como: obra, partida, concepto y frente de obra. La estructuración de estos conceptos
se muestra en la figura 3.
Figura 3. Estructura de parámetros compartidos en Revit
Funciones de las herramientas computacionales.
Básicamente, la primera herramienta computacional contempla una serie de programas (funciones)
que permiten establecer un conjunto de relaciones entre un modelo virtual tridimensional en Revit
con un modelo jerárquico de conceptos en un presupuesto de construcción.
A través de esta relación es que se pueden obtener las cantidades de obra de cada concepto en un
presupuesto de construcción ligado a su modelo de construcción virtual. La relación se muestra en la
figura 2, la cual es de tipo uno a varios, ya que se puede tener un conjunto de instancias de entidades
en el modelo de la edificación virtual y luego ligarlas con un solo concepto de presupuesto. Por
ejemplo, se pueden tener todas las entidades de los muros en la planta de un edificio relacionadas
con el concepto de “muros” en la partida de muros, cadenas y castillos de un presupuesto.
La segunda herramienta computacional contempla una serie de programas (funciones) que
permiten establecer un conjunto de relaciones entre un modelo virtual tridimensional en Revit
con un modelo de actividades que se van a programar. A través de esta relación es que se pueden
obtener la programación de cada concepto en un presupuesto de construcción ligado a su modelo
de construcción virtual. (Tamick, 2009)
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PROCESOS Y TÉCNICAS DE REALIZACIÓN
RESULTADOS Y DISCUSIONES
El resultado de la primera herramienta computacional es un comando externo compilado en una
librería de enlace dinámico al cual se puede acceder en el menú de comandos externos de Revit.
Al menú de comandos externos se accede a través del menú principal Add-Ins, luego al submenú
External Tools, el cual mostrará el menú de acceso al paquete computacional. En la (figura 4) se
muestra el menú de acceso a la herramienta. Para utilizar este paquete computacional es necesario
tener cargado en Revit el modelo de algún edificio que se quiera relacionar con un presupuesto de
SincoWfi del cual se quiera realizar su cuantificación.
Después de accionar el comando del paquete computacional aparece una ventana que permite realizar
las distintas tareas necesarias para obtener la cuantificación del modelo en SincoWfi (figura 5).
Figura 4. Ventana principal de la primera herramienta computacional (SincoWfi_Int)
Figura 5. Apartado de asociación entre elementos de SincoWfi y Revit
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Este paquete computacional se divide en dos partes, a la primera se puede acceder a través de la
pestaña que dice SincoWfi. En esta parte se define la base de datos con extensión 5WF donde se
encuentra el presupuesto realizado en SincoWfi. Se puede utilizar el botón que dice “Search…”
para lanzar un buscador. También se tiene que escoger el proyecto que se desea cuantificar, ya que
las bases de datos de SincoWfi pueden contener más de un proyecto en la misma base de datos.
Al finalizar la selección del proyecto se tiene que presionar el botón que dice “Load” para cargar la
información de la estructura de desglose de los trabajos del presupuesto de SincoWfi.
La segunda parte se muestra en la figura 6. Esta parte permite realizar la asociación entre los elementos
de Revit y de SincoWfi. En la parte izquierda de la ventana se tienen todos los elementos actualmente
marcados como seleccionados en el modelo de Revit. Abajo se tiene un botón que permite seleccionar
todos los elementos que aparecen en la ventana de elementos de Revit, etiquetado con “Select All”.
También se tiene un botón que permite desmarcar la selección de elementos de Revit etiquetado
con “Unselect All”. Por último se tiene un botón que permite actualizar la selección de los elementos
en el modelo de Revit etiquetado como “Refresh”.
Figura 6. Ventana de tipo de asociación entre elementos de Revit y de SincoWfi.
En la parte derecha se tiene la estructura de desglose de los conceptos de obra del presupuesto de
SincoWfi. Esta ventana muestra todos los componentes del presupuesto de SincoWfi estructurado
de manera jerárquica con partidas, frentes y conceptos de obra. También se muestra debajo de cada
concepto algún elemento de Revit que previamente se hubiera asociado. En la parte de abajo de
esta ventana se tiene un botón que permite realizar la asociación entre un concepto de SincoWfi
seleccionado y uno o varios elementos de Revit de la parte izquierda. Al hacer click en el botón
etiquetado con “Associate…” el paquete computacional muestra una ventana como la de la figura
6 que pregunta el tipo de asociación que se quiere crear entre el conjunto de elementos de Revit
previamente seleccionados y el concepto de SincoWfi seleccionado.
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PROCESOS Y TÉCNICAS DE REALIZACIÓN
El tipo de asociación puede escogerse entre: (longitud, área, volumen y cuenta); esto permite saber que
dato se tomará de cada uno de los elementos seleccionados del modelo de Revit para la cuantificación.
Una vez escogido el tipo de asociación, el paquete computacional guarda la información del modelo
de Revit en SincoWfi en la tabla BIM_1 descrita anteriormente. La vista se actualiza mostrando los
elementos asociados al presupuesto de SincoWfi del lado derecho. Finalmente se tiene un botón
que permite realizar la actualización de cantidades de obra desde el modelo de Revit a SincoWfi.
Esta opción se utiliza cuando una vez realizadas las asociaciones entre los dos archivos a través de
esta herramienta, las dimensiones de algún elemento relacionado del modelo en Revit cambian o
simplemente algún elemento se elimina. El botón para realizar esta operación está etiquetado como
“Update Quantities”.
La segunda herramienta computacional es un comando externo compilado en una librería de enlace
dinámico al cual se puede acceder en el menú de comandos externos de Revit. Al menú de comandos
externos se accede a través del menú principal Add-Ins luego al submenú External Tools el cual
mostrará el menú de acceso al paquete computacional. En la figura 7 se muestra el menú de acceso
a la herramienta.
Figura 7. Ventana principal de la segunda herramienta (Centauri alfa)
Después de accionar el comando del paquete computacional aparece una ventana que permite realizar
las distintas tareas necesarias para obtener la estructura de programación de obra (figura 8). Este
paquete computacional utiliza dos botones por el momento. El primer botón guarda la información
extraída en el disco. Dicha información se encuentra guardada como un archivo delimitado por
comas. Se escogió dicho formato para hacerlo portable entre aplicaciones.
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Dicho archivo se encuentra escrito en ANSI estándar, por lo que no tiene los caracteres extendidos.
Dicha limitante se pretende soslayar en versiones futuras del software.
Figura 8. Apartado de integración Excel y Revit
El segundo botón llama a la aplicación Excel mediante comandos escritos y compilados en .NET,
el cual viene incluido en el CodeGear RAD Studio. Dichas librerías fueron escritas en Delphi para
.NET.
En Excel se puede manipular la información para que quede acorde con la programación de obra.
Una vez hecho esto se puede guardar la información para luego llamar a Project. En la figura 9 se
muestra la pantalla de Excel con los datos obtenidos de la hoja de Revit.
Figura 9. Ventana de vinculación Revit- MS Project.
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Una vez que se han manipulado, corregido y ordenado por fase, los datos en Excel son exportados a
Project. El usuario es libre de escoger las columnas que más le convengan para la planificación de tareas.
Una vez vaciados los datos del usuario en Excel, se guardan y se anexan a la hoja de programación de
tareas. En la figura 11 se muestran los resultados de la operación descrita anteriormente. El usuario
queda en libertad de agrupar, proporcionar duraciones y dependencias entre los elementos gráficos
y tareas que se tienen.
REQUERIMIENTOS
Para poder trabajar con las herramientas computacionales se necesita tener instalado en el sistema
el Autodesk Revit® 2010 con las modificaciones a su plantilla, el SincoWfi en su última versión que
incluye las modificaciones a su plantilla, Microsoft Excel y Microsoft Project.
Es necesario contar con una versión instalada y actualizada del .NET Framework ya que estas
herramientas fueron desarrolladas en Visual Studio 2008 (Visual Studio, 2007) y CodeGear RAD
Studio 2007. También se necesita actualizar el archivo Revit.Ini agregando una referencia a la librería
de enlace dinámico DLL denominada SincoWfi_Int.dll. La modificación se muestra en la tabla 1.
Tabla 1. Modificaciones al archivo Revit.Ini
Hardware recomendado
Debido a que se trata de software de modelado es recomendable utilizar una computadora de tipo
Workstation con procesador de doble núcleo. La memoria RAM se recomienda que no sea menor a
4 Gb. Es necesario contar con ratón y pantalla de resolución superior a 1024 x 768 pixeles.
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CONCLUSIONES
Las herramientas computacionales desarrolladas permiten hacer una conexión importante entre tres
sistemas muy utilizados en las empresas dedicadas al diseño de construcción en la península de Yucatán
en México. La principal meta de este trabajo es explorar las posibilidades de mejora tecnológica de
los procesos asociados con la cuantificación de los proyectos de construcción modelados utilizando
la tecnología de modelado integral de proyectos (o BIM, Building Information Modeling).
Se recomienda su utilización en asignaturas relacionadas con la ingeniería de costos y el diseño
para consolidar la relación de las partes de ingeniería y diseño con las de estimación de costos y
planeación de obra.
REFERENCIAS
•
Autodesk Revit 2010, “Manual del Usuario”, Autodesk, USA, 2009
•
Eastman, Ch. Teicholz, P., Sacks R., Liston, K., “BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors”, Wiley, USA, 2008
•
SincoWfi, “Manual Técnico y de Usuario”, Paquete computacional Inédito FIUADY, 2003
•
Tammik, J., “Introduction to Revit Programming”, Autodesk technical support, USA, 2009
•
Visual Studio 2008, “User’s Manual”, Microsoft, USA, 2007.
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