De acordo com Müller (2011) apesar da grande e recente evolução das Tecnologias da Informação (TIs) voltadas à construção civil, os sistemas nem sempre são suficientemente robustos ao ponto de darem suporte ao trabalho conjunto, ou seja, não são interoperáveis.
Nenhum simples computador pode suportar sozinho todas as tarefas relacionadas com projetos de construção e produção. A interoperabilidade retrata a necessidade de se compartilhar dados entre diferentes aplicativos, permitindo a interação e trabalho conjunto entre diferentes especialidades. A interoperabilidade é usada, normalmente, em trocas de
diferentes formatos de arquivos, como DXF (Drawing Exchange Format) e IGES que permite apenas trocas geométricas (EASTMAN et al., 2008).
Para Eastman et al. (2008), projeto e construção de um edifício são atividades de equipe, e, cada vez mais essas atividades e especialidades são apoiadas e incrementadas por seus próprios aplicativos computacionais. Aliado à capacidade dos softwares BIM de suportarem geometria e disposição dos materiais, eles precisam ainda dar suporte a análises estruturais e energéticas, estimativa de custo e cronograma da construção além de questões de fabricação para cada sistema e muito mais.
A interoperabilidade identifica a necessidade de se passar dados entre duas aplicações e/ou entre múltiplas aplicações, para, em conjunto, contribuírem para a execução da construção. A interoperabilidade elimina a necessidade da repetição de entradas de dados gerados, além de facilitar os fluxos de trabalho e a automação no processo de projeto. A partir do final dos anos 1980, modelos de dados foram desenvolvidos para darem suporte ao intercâmbio de modelos de produtos e objetos entre diferentes indústrias, esforço esse liderado pelas normas internacionais ISO (International Organization for Standardization). As normas de modelos de dados são desenvolvidas tanto pelas organizações ISO quanto por esforços liderados pela indústria, ambos utilizando a mesma tecnologia, mais especificamente a linguagem de modelagem de dados Express.
Uma vez que a linguagem Express pode ser lida por computadores, esta possui múltiplas aplicações, incluindo um formato compacto de arquivo de texto, definições de esquemas em bancos de dados SQL (Structured Query Language) e orientados a objetos, bem como esquemas em XML. A interoperabilidade pode ocorrer de quatro maneiras distintas, a saber: links diretos (conexão integrada entre duas aplicações de diferentes desenvolvedores), formato proprietário (interoperabilidade entre aplicativos de uma mesma empresa desenvolvedora de software), formato público e padrões de trocas baseados em XML (EASTMAN, et al. 2011).
De acordo com Eastman et al. (2008) os dois principais padrões de compartilhamento de dados BIM são o IFC (Industry Foundation Classes) – para planejamento, projeto e gestão da construção – e o CIMsteel Integration Standard Version 2 (CIS/2) – uma normalização voltada ao uso e fabricação do aço. Tanto o IFC quanto o CIS/2 podem representar geometria, relações, processos e materiais, desempenho, fabricação e outras propriedades, informações
essas necessárias ao projeto e produção, utilizando a linguagem EXPRESS. Ambas são frequentemente objetos de extensão, de acordo com as necessidades de cada usuário.
Eastman et al. (2011) salientam que os padrões IFC e CIS/2 são os dois principais modelos de dados do produto da construção (building product data models). Os autores colocam a ISO-STEP-15926 (ligada a processos de plantas industriais) como uma norma relacionada a esses padrões. Segundo eles esses três modelos representam diferentes tipos de geometria, relações, processos e materiais, desempenho, fabricação e outras propriedades necessárias ao projeto (design) e à produção.
Pelo fato da linguagem EXPRESS poder suportar aplicações com diferentes tipos redundantes de atributos e geometria, duas aplicações podem exportar ou importar diferentes informações para descrever um mesmo objeto. Esforços estão sendo feitos no sentido de padronizar os dados necessários para o intercâmbio de um fluxo de trabalho específico. Nos Estados Unidos o principal esforço é um projeto chamado NBIMS - National Building Information Modeling
Standard (EASTMAN et al., 2008).
O projeto NBIMS-US objetiva estabelecer as normas necessárias para promover a inovação em processos e infraestrutura voltados aos usuários finais para que possam, em todos os ramos da indústria da construção civil, de forma eficiente, acessar as informações necessárias para criar e operar instalações otimizadas. A casa deste projeto é o BuildingSMART Alliance, que contém as especificações e atividades de normalização do projeto NBIMS-US, assim como de toda a indústria de coordenação, alcance, adoção, divulgação e educação. Desenvolvido pela Aliança Internacional para Interoperabilidade ou International Alliance for
Interoperability – IAI – o Industry Foundation Class (IFC) é um padrão global e
interdisciplinar, associado à linguagem XML, para compartilhamento de dados em um formato independente de fornecedores, que dá suporte à modelagem da informação na construção e à troca de arquivos e informações entre diferentes plataformas BIM (EASTMAN
et al., 2008; ITO, 2007).
Ainda de acordo com Eastman et al. (2008), a interoperabilidade impõe um novo nível de rigor para a modelagem que as empresas ainda estão aprendendo a gerir. Outros formatos de visualização de modelos como PDF 3D e DWF, fornecem recursos que podem resolver alguns tipos de problemas de interoperabilidade. Tratando-se do suporte ao intercâmbio entre duas diferentes aplicações - devido ao grande volume de informações gerado -, existe uma
crescente necessidade de coordenação dos dados em vários aplicativos a partir de um repositório de modelos digitais de edifícios. Somente dessa forma uma consistente gestão dos dados e seus compartilhamentos poderão ser realizados.
Pela Figura 16, Eastman et al. (2008) mostram alguns diferentes formatos populares de trocas de dados e suas capacidades em termos de Geometria versus capacidade de modelagem (estrutura e inteligência). Os autores afirmam que as questões globais de interoperabilidade ainda não estão resolvidas.
Figura 16 - Comparação entre diferentes formatos populares de troca de dados de acordo com a geometria suportada, seus atributos e associatividade.
Fonte: Eastman et al. (2008)
2.15.1. IFC – Industry Foundation Classes
Como citado por Manzione (2013a), os três pilares do BIM segundo o Building Smart são o IFC, o IFD e o IDM/MVD. Alguns profissionais do setor AEC acreditam que o padrão aberto
IFC e as normas públicas são a única forma de solucionar a questão da interoperabilidade entre ferramentas BIM, enquanto outros profissionais afirmam que o movimento das normas públicas para resolução de questões pendentes é muito lento e soluções proprietárias são preferíveis. Para os autores essas soluções podem sempre coexistirem, lado a lado, e todos os envolvidos no setor AEC são atores desta decisão; contudo os desejos dos proprietários e usuários irão sempre prevalecer (EASTMAN et al., 2008).
Wix (2008) salienta que pelo IFC, o modelo não será composto apenas por geometrias (paredes, portas, janelas, etc.), mas também por informações abstratas (como processos, restrições, aprovações, etc.) e pelas relações (de agrupamento, associação, sequência, etc) entre esses itens.
O padrão de trocas de dados IFC é frequentemente citado como um meio pelo qual a interoperabilidade BIM pode ser alcançada. Várias aplicações de softwares BIM têm sido certificadas de acordo com o referido padrão, mas na realidade, trocas de dados por meio deste formato ainda apresentam falhas muito comuns. De fato, diversas experiências mostram que o objetivo da interoperabilidade ainda não foi alcançado, uma vez que o IFC, sozinho, não seria suficiente para suportá-la (SANTOS, 2009).
Segundo Wix (2008) "o IFC não pode (e não tenta) especificar tudo na indústria da
construção". Para o autor o IFC se refere a identificação de itens físicos e ideias abstratas
empregadas na indústria da construção, de forma que esses componentes e suas relações possam ser representados no modelo da instalação.
Santos (2009) reforça que, diferentemente do que pensa a maioria dos profissionais, IFC não é a única tecnologia necessária para se alcançar a interoperabilidade em BIM. Como citado pelo autor, por trás do IFC outras normas menos conhecidas podem trazer soluções para tornar a interoperabilidade entre ferramentas BIM uma realidade. Dentre elas estão o IDM, o MVC e o IFD. Juntamente com o IFC, esses padrões podem dizer COMO, o QUE e QUANDO as informações do setor AEC são compartilhadas, bem como o significado delas.
Segundo Manzione (2013a), juntos, IFC, IFD e IDM/MVD representam os pilares da interoperabilidade BIM de acordo com o Building Smart.
O IFC especifica COMO informações são compartilhadas (SANTOS, 2009). Traduzido na norma ISO/PAS 16739, o IFC é uma das poucas normas públicas reconhecidas internacionalmente para trocas de informações no domínio AEC (EASTMAN, et al., 2008).
2.15.2. IDM/MVD – Information Delivery Manuals / Model View Definitions
De acordo com Santos (2009) o IDM especifica QUAIS e QUANDO informações do setor AEC devem ser trocadas. Para o autor, trata-se, essencialmente de uma metodologia aplicada na identificação e descrição de processos e informações relacionadas dentro do projeto da construção. O IDM indica a informação que precisa ser trocada usando o IFC. O que realmente importa na aplicação do IDM é a definição efetiva de quais dados são necessários em uma transação entre diferentes aplicações; como também a forma com que esta comunicação deve ocorrer.
A aplicação da metodologia IDM inicia com um mapeamento de processos de negócios relacionados à troca de dados específicos entre diferentes agentes e suas aplicações. Para confecção dos mapas de processo, Building Smart (2010) recomenda a utilização da notação BPMN (Business Process Notation).
Para Manzione (2013a), por meio dos mapas de processo descreve-se o fluxo das atividades de um determinado processo de negócios, permitindo a leitura e a compreensão da configuração de suas atividades. Por meio dele também é possível identificarem-se os agentes envolvidos no processo e as informações requeridas, utilizadas e reproduzidas. Esse mapeamento identifica o início e o término de cada evento inserido no referido processo, bem como os eventos onde ocorrem as trocas de informações e os momentos onde decisões devem e precisam ser tomadas.
O MVD, segundo Santos (2009), o MVD – Model View Definitions – é um metodologia utilizada principalmente para especificação de como as informações apontadas pelo IDM deve ser mapeada para as classes IFC.
2.15.3. IFD – International Framework for Dictionaries
O IFD especifica o QUE significam as informações trocadas. Trata-se de outra norma padrão ISO (ISO 12006-3). Com desenvolvimento iniciado em 1999, o IFD é utilizado para adicionar semântica a parte das informações contidas em um modelo BIM, propiciando o entendimento
e o processamento dessas informações, independentemente de sua linguagem ou nacionalidade (SANTOS, 2009). IFD é desenvolvido sobre a linguagem EXPRESS (MANZIONE, 2013a).
IFD não detém apenas a semântica relacionada ao material. Esse padrão não apenas faz um descritivo do material, mas também o traduz para diferentes idiomas, funcionando como um dicionário multilíngue. Em IFD cada nome é associado a um identificador exclusivo global – o Global Unique Identifier (GUID), permitindo ao computador "entender" o seu significado e ainda realizar pesquisas em catálogos de produtos e materiais, documentações de referências, especificações, etc. (SANTOS, 2009; MANZIONE, 2013a).
2.16. Colaboração BIM: Trocas de Informações quanto ao formato do arquivo e quanto