Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/38383
Type: Dissertação
Title: BIM evolucionário: aplicabilidade de algoritmos de inteligência artificial no desenvolvimento de projetos de edificações
Authors: Denise Aurora Neves Flores
First Advisor: Frederico Gadelha Guimarães
First Referee: Paulo Roberto Pereira Andery
Second Referee: Andrea Quadrado Mussi
Abstract: No âmbito da indústria da Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC), tecnologias paramétricas como o Building Information Modeling (BIM) e o Design Generativo têm suportado novos sistemas de projetação. O aumento no uso do BIM impactou os estágios de projeto detalhado e construção. A parametrização permitiu diversos avanços na geração, exploração e automação desses projetos. Entretanto, embora os processos generativos e de avaliações automatizadas de requisitos sejam altamente úteis, eles se restringem a funções de execução e não propõem soluções evolutivas. A integração de tecnologias BIM, design generativo, verificação automatizada de projetos e algoritmos evolucionários desta pesquisa demonstra contribuir para o incremento da geração otimizada de soluções para projetos de edificações – em especial na fase do Early Concept Design –, avançando na aplicabilidade da inteligência artificial no campo da construção civil. Foi adotado o método da pesquisa construtiva, ou Design Science Research. O delineamento da pesquisa compreendeu a descrição da problemática e a formulação de um constructo denominado BIM Evolucionário (E-BIM). O desenvolvimento e implementação do constructo ocorreu em três fases: Fase A - desenvolvimento, implementação e avaliação de um algoritmo genético inserido no fluxo de projetos BIM, como instrumento evolucionário; Fase B - geração, verificação e otimização de um objeto arquitetônico, integrando a técnica da Gramática da Forma e as ferramentas computacionais Rhino-Grasshopper, Archicad, Solibri Model Checker e script Python; Fase C - verificação da asserção do termo BIM Evolucionário (E-BIM) proposto ao contexto desta aplicação. Os resultados quantitativos apresentados demonstraram: a viabilidade de geração automatizada de soluções em escala; a modelagem automatizada generativa de modelos BIM IFC; a otimização e incremento nos indicadores de desempenho do projeto alcançados com o uso de algoritmos evolucionários. Em conjunto, os resultados apontam que a implementação de um algoritmo evolucionário integrado ao processo de projetos proposto, permite que projetistas explorem, em grande escala, soluções múltiplas e melhorem o desempenho destas soluções, contribuindo para a melhoria da produtividade dos projetos da AEC.
Abstract: In the scope of the Architecture, Engineering and Construction (AEC) industry, parametric technologies such as Building Information Modeling (BIM) and Generative Design have supported new design systems. The increase in the use of BIM impacted the stages of detailed design and construction. The parameterization allowed for several advances in the generation, exploration and automation of these projects. However, although the generative and automated requirements assessment processes are highly useful, they are restricted to execution functions and do not offer evolutionary solutions. The integration of BIM technologies, generative design, automated design verification and evolutionary algorithms in this research demonstrates that it contributes to the increase of the optimized generation of solutions for building projects - especially in the Early Concept Design phase -, advancing the applicability of Artificial Intelligence in the field of civil construction. The approach Design Science Research was adopted as research methodology. This research design comprised the description of the problem and the formulation of a construct called Evolutionary BIM (E-BIM). The development and implementation of the construct occurred in three phases: Phase A - development, implementation and evaluation of a genetic algorithm inserted in the flow of BIM designs, as an evolutionary instrument; Phase B - generation, verification and optimization of an architectural object, integrating the technique of Shape Grammar and the computational tools Rhino-Grasshopper, Archicad, Solibri Model Checker and Python script; Phase C - verification of the assertion of the term Evolutionary BIM (E-BIM) proposed in the context of this application. The quantitative results demonstrated: the feasibility of automated generation of solutions in scale; the automated generative modeling of BIM IFC models; the optimization and increase in design performance indicators achieved with the use of evolutionary algorithms. Together, the results point that the implementation of an evolutionary algorithm integrated with the proposed design process, allows designers to explore, on a large scale, multiple solutions and improve the performance of these solutions, contributing to improving the productivity of AEC design.
Subject: Construção civil
Algoritmos
Automação
Inteligência artificial
Modelagem de informação da construção
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MATERIAIS E DA CONSTRUÇÃO CIVIL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Construção Civil
Rights: Acesso Restrito
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/38383
Issue Date: 24-Jun-2021
metadata.dc.description.embargo: 24-Jun-2022
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