CONTRIBUIÇÃO PARA COORDENAÇÃO DE PROJETOS EM BIM … · BIM apresenta, o processo de coordenação de projetos é significativamente alterado. O uso de novas ferramentas e novos

1º Simpósio Brasileiro de Tecnologia da Informação e Comunicação na Construção

10º Simpósio Brasileiro de Gestão e Economia da Construção

8 a 10 de novembro de 2017 ‐ Fortaleza ‐ Ceará ‐ Brasil

CONTRIBUIÇÃO PARA COORDENAÇÃO DE PROJETOS EM BIM ATRAVÉS DO BFC

OLIVEIRA, Gustavo A (1); SOUZA, Kesley A (2); CABRERA, Tomaz S (3); FERREIRA, Sérgio L (4)

(1) Mestrando, Universidade de São Paulo, 11 982148541, e-mail: [email protected], (2) Mestrando, Universidade de São Paulo, e-mail: [email protected], (3) Mestrando, Universidade de

São Paulo, e-mail: [email protected], (4) Professor Doutor, Universidade de São Paulo, e-mail: [email protected]

RESUMO

Nos últimos anos, o conceito BIM (Building Information Modeling) tem sido cada vez mais conhecido e incorporado pelos profissionais da construção civil. Com a criação de novas normas técnicas e a exigência do uso do BIM em projetos de entidades públicas e grandes empresas, a incorporação do conceito BIM vai se tornar uma realidade cada vez mais universal. Por conta das possibilidades que o BIM apresenta, o processo de coordenação de projetos é significativamente alterado. O uso de novas ferramentas e novos fluxos de trabalho tornam os métodos anteriores obsoletos e, em alguns casos, incompatíveis. Um dos maiores problemas no gerenciamento de projetos é a efetivação da comunicação. Buscando formas de sanar esse tipo de dificuldade, a Tekla Corporation em conjunto com a Solibri, Inc. desenvolveram um esquema em formato XML chamado BCF (BIM Collaboration Format), extensão neutra para comunicação entre partes envolvidas dentro de processos BIM, apoiado pela Building SMART. Trata-se de um arquivo aberto que permite marcação de elementos do modelo e a adição de comentários e screenshots, separando o processo de comunicação do modelo BIM. O objetivo deste artigo é apresentar o BCF como contribuição prática para o processo de projeto em BIM. Foi feita uma revisão bibliográfica sobre a temática, simulou-se um fluxo de trabalho multidisciplinar utilizando plataformas de projeto distintas e estabeleceu-se a comunicação com o uso do BCF. O resultado expõe uma análise do nível de maturidade do uso do BCF e a qualidade do formato para comunicação no processo de projeto e coordenação. Essa análise identifica os pontos positivos e negativos, o nível de facilidade de implementação no processo BIM e a perspectiva com relação à promoção e disseminação do seu uso nessa área. Esta pesquisa é fruto de trabalho desenvolvido no programa de mestrado da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.

Palavras-chave: BCF – BIM Collaboration Format, BIM – Modelagem da Informação da Construção, Coordenação de projetos, Fluxos de trabalho, colaboração.

ABSTRACT

incorporated by construction professionals. The emerging of new technical standards, the BIM usage requirement by public entities and large companies’ projects will turn BIM concept even more spread. Due to BIM possibilities, the project coordination process is significantly changed. The use of new tools and new workflows turns earlier methods obsolete and, in some cases, incompatible. One of the biggest problems in project management is the effectiveness of communication. As a way to surpass this kind of obstacle, Tekla Corporation in conjunction with Solibri, Inc. developed an XML-format called BCF (BIM Collaboration Format) scheme, a neutral extension for communication between parties involved in BIM processes supported by BuildingSMART. BCF is an open file that allows to flag elements of the information model and to add comments and screenshots. It separates the communication process from the BIM model. The purpose of this paper is to present BCF as a practical contribution to the BIM project process. A bibliographic review on the subject was done a multidisciplinary workflow was simulated using distinct design platforms and establishing communication through BCF. The result exposes an analysis of the BCF use level maturity and the quality of the format for communication in the

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SIBRAGEC - SBTIC 2017 – de 8 a 10 de Novembro – FORTALEZA - CE

design and coordination process. The analysis identifies the positive and negative points, easiness of implementation in the BIM process, and the perspective regarding the promotion and dissemination of its use. This research is the result of work developed within the master's program of the Polytechnic School of the University of São Paulo.

Keywords: BCF – BIM Collaboration Format, BIM – Building Information Modeling, Project Coordination, Workflows, Collaboration.Instructions.

1 INTRODUÇÃO

Na medida em que os sistemas CAD se tornaram mais inteligentes e seus usuários começaram a desejar compartilhar mais informações associadas ao projeto, o foco começou a se desviar do design e das visualizações 3D para os próprios dados que os elementos deveriam trazer consigo (EASTMAN, 2011).

O conceito de Building Information Modeling (BIM) acabou por promover uma modificação radical da forma de desenvolver o projeto e compatibilizar suas partes. O modelo BIM permite às equipes envolvidas no projeto visualizarem e compreenderem o projeto de forma mais clara, além de agregar informações específicas de cada componente, o que adiciona uma inteligência não vista anteriormente com o CAD e que, consequentemente, auxilia na tomada de decisões e realização de estudos de diversas disciplinas envolvidas. Assim, gasta-se menos tempo na representação do projeto e mais tempo no desenvolvimento de soluções que agregam valor ao produto.

A ideia que sustenta o uso do BIM se apoia nos conceitos interoperabilidade e na colaboração entre os profissionais do setor. Assim, é importante que a postura destes se alinhem com atitudes mais colaborativas, que visem essa multidisciplinaridade e reduzam, pouco a pouco, essa fragmentação do setor (ANDRADE; RUSCHEL, 2009).

Convém ressaltar que a presença do profissional experiente se faz necessária, uma vez que os softwares de compatibilização não possuem a capacidade de identificar todos os tipos de incompatibilidades. Dessa forma, a expertise profissional é importante para tomar decisões que levem a solucionar os verdadeiros conflitos.

Com o intuito de minimizar os efeitos ruins da comunicação baseada em papel e dar suporte ao uso do BIM no trabalho colaborativo, surgiu o BIM Collaboration Format (BCF). O seu objetivo principal é a troca de informação de forma rápida e clara, por meio de um arquivo XML que contém comentários, imagens, viewports e dados complementares, não havendo a necessidade de encaminhar todo o modelo BIM durante a comunicação (TENDRAL, 2016).

2 OBJETIVOS

O objetivo principal deste trabalho foi apresentar contribuições práticas para o processo de projeto em BIM, verificando a consistência de informações com a adoção de um formato de colaboração neutro, o BCF. Convém destacar aqui que o uso do BCF é independente do uso do Industry Foundation Classes (IFC). Portanto, duas análises distintas podem ser realizadas: BCF no fluxo de trabalho sem IFC e com IFC. Como esta pesquisa simula um fluxo de trabalho baseado na ideia de diferentes equipes utilizando diferentes softwares de autoria BIM, fez-se necessário uso do IFC.

Como objetivos específicos elencam-se:

Verificar o nível de maturidade deste processo de trabalho;

Identificar vantagens da utilização do BCF no processo BIM;

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Identificar desafios de seu uso.

Constatadas as vantagens, ajudar a disseminar o uso do BCF;

3 JUSTIFICATIVAS

Em países como a Inglaterra, onde o BIM já faz parte do cotidiano dos agentes envolvidos na indústria da construção civil, o uso do BCF na fase de projeto, já é frequente. No entanto, o BCF ainda não foi totalmente incorporado pelo mercado para a fase de construção. No Brasil, podemos destacar as recentes iniciativas relacionadas à exigência deste conceito em projetos de órgãos públicos como: Metrô de São Paulo, Companhia Paulista de Trens metropolitanos (CPTM), Exército Brasileiro, Fundação para Desenvolvimento da Educação (FDE) e outros.

O uso de arquivos em formatos neutros é necessário para garantir a interoperabilidade. Para evitar o fluxo desnecessário de modelos ao trocar comentários e revisões de projeto, usa-se o BCF, que é capaz de elencar problemas e transmiti-los de forma rápida e eficiente. O BCF deverá ser cada vez mais integrado aos projetos da indústria de Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC). No entanto, nota-se que há pouca bibliografia publicada sobre seu uso, sobretudo no contexto nacional. Nesse sentido, esse trabalho é uma contribuição para ampliar a discussão sobre essa temática.

4 CONTEXTUALIZAÇÃO

Antes de 2010, os usuários que desejassem trocar informações ou solicitar modificações no modelo, precisariam enviar todo o modelo e a outra equipe precisaria comparar aquele modelo com o anterior para identificar as solicitações. Esta situação acarretava em um fluxo de informação lento já que o modelo é um arquivo grande e os comentários não eram bem orientados aos objetos em conflito.

Para solucionar este problema, duas empresas, Tekla e Solibri, desenvolveram uma plataforma aberta para possibilitar a troca de informações entre diferentes softwares de forma rápida, leve e organizada. O objetivo foi impulsionar o nível de colaboração, compartilhando apenas a informação principal com uma imagem do problema, sem precisar compartilhar todo o arquivo.

Em 2013, baseada nestas experiências, uma equipe liderada pela Solibri foi estabelecida no BuildingSMAR Implementer Support Group (ISG) para aprimorar o “bcfXMLv1” em alguns pontos específicos. Então, no final de 2014, depois de muitas revisões o “bcfXMLv2” foi lançado e adotado pela BuildingSMART.

O BCF é um arquivo de formato aberto XML que basicamente introduz a capacidade de conectar informações a modelos BIM, separando a parte de comunicação da parte de modelagem propriamente dita (STANGELAND, 2011). Seu formato é do tipo ZIP contendo uma pasta para cada tópico/questão levantados pelo usuário. Cada tópico tratado pelo usuário gera uma pasta cujo nome é um Globally Unique Identifier (GUID) – um identificador único e global, utilizado em aplicações de software como referência única - da entidade analisada (BuildingSMART, 2016).

O formato BCF é simples e fácil de ser implementado. Em linhas gerais o conteúdo básico contempla algum problema do modelo BIM que o usuário encontra, questiona, comenta e referencia. Esse conteúdo é, então, repassado aos usuários que tratarão da resolução do caso. O formato também suporta comentários e novos status, adicionados em forma de resposta, criados nos softwares secundários que receberam o conteúdo original. Adicionalmente, cada questão também pode receber em anexo imagens de

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câmera, viewports ou mesmo imagens instantâneas de como o problema foi visualizado nesses softwares secundários (STANGELAND, 2011). O BCF encontra-se atualmente na versão bcfv2.1 que introduz a possibilidade de múltiplas viewports e imagens.

5 METODOLOGIA

Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre o tema do trabalho: arquivos BCF e seu uso no processo BIM. Com isso, buscou-se compreender a amplitude que o tema já atingiu no mercado de AEC em seu curto período de vida, além de verificar a parcela de contribuição acadêmica do assunto. Em um segundo momento, estudou-se um fluxo de trabalho colaborativo em ambiente BIM através de um modelo de informação em formato IFC, simulando revisões e alterações comunicadas por meio do BCF entre os agentes do projeto (equipes de arquitetura, estrutura e coordenação).

Finalmente, avaliou-se a qualidade do BCF no intercâmbio de informação das partes envolvidas aferindo: integridade do arquivo, precisão das informações transmitidas, erros de abertura do BCF em diferentes visualizadores e editores, tamanho dos arquivos gerados (uma vez que um dos principais objetivos do BCF é a significativa redução do tamanho dos arquivos trocados entre as equipes) e facilidade de edição.

O quadro 1 demonstra os recursos utilizados para o desenvolvimento da pesquisa. Para simular modelo de arquitetura, estrutura e a coordenação do projeto foram utilizados respectivamente Graphisoft Archicad, Autodesk Revit e Solibri. O ArchiCAD e o Solibri oferecem suporte nativo ao uso do BCF, para o Revit 2017 foi necessário a instalação de um plugin para realizar a operação. Dentre as opções gratuitas disponíveis, optou-se pelo uso do BCFier, pois oferece suporte para visualizar o arquivo BCF sem a necessidade de abrir o software de projeto. Propositalmente também foram utilizados sistemas operacionais distintos: macOS e Windows, possibilitando identificação de uma faixa maior de possíveis dificuldades dentro de um fluxo de trabalho multidisciplinar.

Quadro 1 – Recursos utilizados

Finalidade Softwares Hardware

Software Disciplina Sistema

OperacionalMáquina Processador

Memória RAM

Modelagem

ArchiCAD Arquitetura macOS Sierra

10.12.1

Apple MacBook Pro 15’

Intel core i7 2.2GHz

4 GB

Revit + Plugin BCFier

Estrutura Windows 10 Pro 64 bits

Samsung NP770

series 17’


6 GB

Coordenação Solibri v9.7

CoordenaçãoWindows 8.1

64 bits

Toshiba Satellite

P855


6 GB

Fonte: Autores

Segundo Caires (2013) alguns dos principais desafios de um projeto colaborativo BIM são determinar como conectar os diversos modelos e como os agentes envolvidos se organizam para facilitar o gerenciamento de dados neste processo.

A figura 1 ilustra um esquema, usado neste trabalho, onde os arquivos BCF e arquivos de modelo compartilham o mesmo servidor. (BUILDINGSMART, 2014).

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Figura 1 – API sugerida pela BuildingSMART

Fonte: BUILDINGSMART (2016)

O processo de organização dos arquivos digitais, tanto dos modelos de projeto quando dos arquivos BCF, foi feito através do mesmo sistema de armazenamento na nuvem, promovendo agilidade no compartilhamento e atualizações. Neste caso, utilizou-se o aplicativo Dropbox em sua versão gratuita, limitada a 2,75GB de armazenamento.

Para Van Berlo e Krijnen (2014), o número de questões em aberto indica o progresso do projeto, mas sem um registro central, estas questões não são acessíveis. O armazenamento central permite a notificação em tempo real para todos envolvidos no projeto, quando um novo problema é relatado, e permite que a solução seja delegada à pessoa apropriada. Tal abordagem oferece uma interface de gerenciamento centralizada comunicando o estado do projeto como um todo aos projetistas e clientes.

O modelo de projeto selecionado para o trabalho em questão foi de uma residência unifamiliar de dois pavimentos com aproximadamente 200m² de área construída, inserida em um lote de 12m de frente por 30m de profundidade.

O projeto foi escolhido em virtude de sua pequena escala e simplicidade geométrica, possibilitando gerar arquivos mais leves e rápidos, o que permitiu concentrar a atenção nos pontos mais importantes para atingir os objetivos deste estudo.

6 MODELAGEM

A arquitetura foi modelada no ArchiCAD. Este modelo foi exportado em formato IFC possibilitando sua abertura no Revit, liberando o início da modelagem do projeto estrutural. Com o projeto estrutural concluído, foi gerado um arquivo IFC a partir do Revit para ser importado no ArchiCAD. Paralelamente a este processo, os dois modelos estavam sendo analisados pela Coordenação com o uso do Solibri.

Após a conclusão dos modelos de arquitetura e estrutura, foram testados dois tipos de fluxos de trabalho. No primeiro, trocas de informações existentes entre projetistas (Figura 2). No segundo, a comunicação entre coordenação e projetistas (Figura 3).

Figura 2 - Fluxo de comunicação entre projetistas

Fonte: Autores

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Figura 3 - Fluxo de comunicação entre coordenação e projetistas

Fonte: Autores

Com o arquivo IFC do modelo de estrutura inserido no ArchiCAD e combinado com o projeto de Arquitetura, foram feitos três comentários relativos a correções de análise visuais à serem feitas no projeto. Utilizou-se a ferramenta MarkUp Tool.

Cada comentário recebeu nomenclatura com prefixo MKP – STR, sigla que remete a Markup de Estrutura, seguido pelo número de sua modificação. Tal organização facilita a identificação quando se tem um número de comentários significante, sobretudo quando são feitas anotações para diversas disciplinas dentro de um mesmo arquivo BCF. Após esta etapa foi gerado o arquivo BCF 01 e com o auxílio do plugin BCFier, o arquivo BCF 01 foi aberto no Revit. Os comentários pertinentes foram atendidos, enquanto os problemas com maior grau de dificuldade de atendimento foram respondidos criando o arquivo BCF 02. O arquivo BCF 02 foi aberto no ArchiCAD, em conjunto com o arquivo IFC de estrutura revisado. Os itens não atendidos foram revisados fechando, desta forma, o ciclo de troca de informações entre projetistas.

Em um segundo momento, foi simulado o processo de coordenação de projetos: utilizou-se o Solibri para abrir as últimas versões dos arquivos IFC de Arquitetura e Estrutura em conjunto com o arquivo BCF 02. A combinação de modelos e comentários permitiu que o gerenciador acompanhasse ou opinasse sobre as modificações correntes. Nesta etapa, foi feito o uso do Clash Detection.

Após conclusão da análise das alterações, o arquivo BCF 03 foi gerado a partir do Solibri, com o posicionamento do gerente de projeto frente às modificações realizadas.

7 ANÁLISE DOS RESULTADOS

Todo o processo de troca de informações via BCF se mostrou maduro e funcionou de forma satisfatória entre diferentes softwares analisados. A facilidade de uso ficou evidente, pois nenhum dos autores possuía contato prévio com a temática deste trabalho e, mesmo assim, a familiaridade com as ferramentas pesquisadas se deu de forma intuitiva. Vale enfatizar que todos os processos realizados foram feitos de maneira simplificada aproveitando os recursos básicos disponíveis nos softwares utilizados. Ressalta-se, também, que a pesquisa foi realizada apenas com projetos de arquitetura e estrutura, disciplinas que os autores possuem mais proximidade, e, portanto, os resultados se referem às trocas de informações entre as duas disciplinas e uma terceira área responsável pela coordenação. Não foram realizados estudos mais aprofundados visando melhorar a capacidade de exportação e importação dos modelos IFC, pois este não era o foco principal da pesquisa, mas isso deve complementar a pesquisa no futuro.

O uso do BCF fornece um método de trabalho simplificado, eliminando a necessidade de transferir arquivos BIM com tamanhos demasiadamente grandes pela rede. Considerado os arquivos apresentados no quadro 2, o BCF cumpre com seu propósito. No lugar de realizar a comunicação através do intercâmbio do modelo IFC de arquitetura que possuía 43,3 megabytes, o uso do BCF permitiu transmitir a informação

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com 640 kilobytes com o arquivo BCF 01. Conclui-se que o uso do BCF é uma alternativa positiva com relação à economia de espaço de armazenamento.

Quadro 2 - Tamanho dos arquivos estudados

Etapas de Análise Finalidade Software Disciplina Tamanho Observações

Modelagem IFC ArchiCAD Arquitetura 43,30MB -

IFC Revit Estrutura 750kb -

Coordenação Solibri Coordenação 1,75MB - BCF 01 - 640KB Gerado no ArchiCAD

Comunicação BCF 02 - 820KB Gerado no Revit + Plugin BCFier BCF 03 - 1,20MB Gerado no Solibri

Fonte: Autores

O aspecto visual de imagens com viewports dinâmicas e comentários, facilita o entendimento da comunicação a ser estabelecida. No quesito consistência das informações, não foram identificadas alterações dos tipos e valores dos parâmetros. No quesito transmissão da informação, não foram identificadas perdas de dados em nenhum dos testes realizados, assim os dados originais transmitidos são reabertos e visualizados com perfeição, garantindo a segurança da informação.

Em alguns casos, notou-se que os erros visuais oriundos de arquivos IFC podem se confundir com erros de projeto. Percebe-se, portanto, falta de maturidade e consistência em trocas de arquivos IFC, mas não BCF, uma vez que este transmite imagens exatamente como estas se apresentam no projeto IFC. Existe a necessidade da realização de testes do processo de troca de informações via BCF, para que todos envolvidos já saibam o que esperar de possíveis erros de visualização entre os modelos IFC importados pelos softwares de autoria BIM, minimizando eventuais equívocos.

Constatou-se que os maiores desafios do uso do BCF são indiretos, passando da falta de conhecimento e divulgação da ferramenta até problemas associados à inconsistência de arquivos IFC de softwares terceiros que participam do processo BIM.

8 CONCLUSÃO

A pesquisa comprovou que o uso do BCF é viável e maduro, independentemente do software utilizado, e que o BCF permite a aplicação de um método ordenado e eficaz de comunicação e coordenação que é totalmente rastreável. (COORDENAR, 2016). No entanto, por se tratar de um projeto de pequeno porte com ênfase nas disciplinas de arquitetura e estrutura, os resultados obtidos não podem ser completamente generalizados.

Todas as plataformas testadas apresentaram resultados satisfatórios no requisito comunicação, uma vez que todas ocorrências comentadas e suas respectivas viewports são visualizadas sem erros e com detalhes importantes como: autor do comentário, data e outras referências espaciais, o que permite rápido alcance ao problema e detalhes na visualização do projeto. Vale ressaltar que outras pesquisas e testes devem ser realizados para total entendimento do comportamento do BCF para as demais disciplinas envolvidas em um projeto complexo e seus respectivos softwares utilizados. Os resultados obtidos, porém, mostram uma perspectiva positiva quanto a essa questão.

Podem-se destacar como principais benefícios da utilização do BCF:

Otimização dos fluxos de trabalho no processo de projeto;

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Melhora na comunicação entre os agentes envolvidos; Aumento da produtividade com a utilização do BIM; Economia de espaço no servidor ou na rede;

A boa funcionalidade do uso BCF sugere que a falta de sua adoção não é por conta de limitações financeiras ou técnicas, mas sim, pela falta de conhecimento e popularidade deste método de trabalho. A não utilização efetiva do processo BIM é o maior desafio para adoção do BCF e pode, também, ser considerada como a principal razão da dificuldade da difusão do BCF no Brasil. A universidade e as entidades de classe podem auxiliar no rompimento deste obstáculo, sendo capazes de promover a difusão do conhecimento por meio de estímulo ao preparo de mão de obra e divulgação de pesquisas. Espera-se que a exposição deste trabalho ajude a minimizar os riscos e incertezas envolvidos com o uso do BCF, no momento de aplicação no ambiente profissional. E que este seja um impulsionador para que o registro de arquivos BCF, possa efetivamente, fazer parte das diretrizes de manuais que adotem o BIM como processo de trabalho.

Sugere-se, para trabalhos futuros, o levantamento de escritórios que estão fazendo uso do BCF no Brasil seguido pela caracterização da maturidade de uso. Em um segundo momento, um comparativo com escritórios do exterior que fazem uso mais avançados do BCF e o reflexo com relação a produtividade no uso do BIM.

REFERÊNCIAS

ANDRADE, Max Lira Veras X.; RUSCHEL, Regina Coeli. Interoperabilidade de aplicativos BIM usados em arquitetura por meio do formato IFC. Gestão & tecnologia de projetos, v. 4, n. 2, p. p. 76-111, 2010.

BUILDINGSMART. BCF intro. Disponível em: < http://www.buildingsmart-tech.org/specifications/bcf-releases/bcf-intro>. Acesso em: 25 ago. 2016.

BUILDINGSMART. BCF-XML. Disponível em: < https://github.com/BuildingSMART/BCF-XML>. Acesso em: 11/2016.

CAIRES, Bruno Emanuel Araújo. BIM as a tool to support the collaborative project between the structural engineer and the architect: BIM execution plan, education and promotional initiatives. 2013.

COORDENAR. Fluxo de Coordenação usando o BCF. Disponível em: <http://www.coordenar.com.br/fluxo-de-coordenacao-usando-o-bcf/>. Acesso em: 09/2016.

EASTMAN, Chuck et al. BIM handbook: A guide to building information modeling for owners, managers, designers, engineers and contractors. John Wiley & Sons, 2011.

STANGELAND, B. BIM Collaboration Format (BCF). In: BuildingSMART International User Group,< http://iug. buildingsmart. org/resources/abu-dhabi-iug-meeting/IDMC_ 017_1. pdf. 2011.

TRELDAL, Niels; PARSIANFAR, Hussain; KARLSHØJ, Jan. Using BCF as a mediator for task management in building design, 2016.

VAN BERLO, Leon; KRIJNEN, Thomas. Using the BIM collaboration format in a server based workflow. Procedia Environmental Sciences, v. 22, p. 325-332, 2014.

AGRADECIMENTOS

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo apoio recebido através do processo nº 2017/18293-5, e ao Programa de Mestrado Profissional em Inovação na Construção Civil da Universidade de São Paulo.

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