Kreod y Catia: nuevo modelo de arquitecto

A menudo se nos dice que la historia se repite. Como especie, parecemos condenados a seguir reinventando la rueda. Para los no iniciados, un descubrimiento reciente puede parecer la próxima cosa nueva. Para nosotros, las personas mayores, aquellos de nosotros que hemos estado alrededor del sol demasiadas veces, la distinción entre lo que es "nuevo" y lo que es "viejo" tiende a desdibujarse. ¡Y supongo que por eso alguien inventó el marketing!

El diseño arquitectónico fue una vez un ejercicio predominantemente 2D, acompañado de algunos modelos físicos. Cuando apareció el CAD 2D, simplemente replicamos el proceso en una computadora personal. Luego tuvimos BIM, que prioriza el modelado 3D para producir dibujos y luego PDF. En última instancia, el entregable no ha cambiado, solo nuestra forma de llegar allí.

Pero los sistemas BIM de hoy en día rara vez recopilan suficientes detalles para pasar a la siguiente etapa del flujo de trabajo: fabricación y fabricación.

En otras palabras, persiste un abismo entre los datos BIM y los datos de fabricación. En otras formas de fabricación (piense en automóviles, aviones, bienes de consumo, etc.), el modelo 3D de un diseñador es preciso y está modelado a escala 1:1. Y está conectado a un proceso digital, en el que intervienen una serie de otros sistemas, para generar ensamblajes (hasta las tuercas y los tornillos, una lista de materiales (BoM) y una amplia variedad de información de fabricación del producto). También se integran sistemas como el software de planificación de recursos empresariales (ERP) para producir costos y evaluar la disponibilidad de piezas.

Es posible que todavía haya dibujos en 2D en la planta de producción, pero la producción de estos a menudo está totalmente automatizada por los sistemas CAD centrales. Y en estos días, no es raro ver que también se accede a los modelos en el punto de fabricación.

Esto plantea la pregunta: ¿Cómo podría la industria AEC establecer un 'hilo digital' que se extienda más allá del proceso de extremo a extremo, brinde beneficios de productividad en el camino y ayude a las empresas a administrar los riesgos inherentes al diseño y la construcción?

Hasta la fecha, un pequeño número de empresas de arquitectura y construcción han aumentado o abandonado sus herramientas BIM y han adoptado un software de modelado que se usa más comúnmente en la fabricación para modelar a escala 1:1, con un alto nivel de detalle de los componentes. De esta forma, dichas empresas pueden utilizar la información de diseño más allá de la fase de diseño, vincularla con la fabricación y hacerla más accesible para los procesos posteriores. En el proceso, de alguna manera se están convirtiendo en 'maestros arquitectos'.

Una de esas firmas es Kreod, una práctica arquitectónica y transdisciplinaria con sede en Londres, establecida en 2012 por Chun Qing Li. La empresa ha construido una reputación por la calidad de sus diseños residenciales y comerciales, y dentro de la comunidad CAD, es particularmente reconocida por su enfoque para aprovechar la ingeniería y la fabricación digitales.

Li, casi sin ayuda, ha promovido los beneficios del uso de software de fabricación de alta gama en AEC, reemplazando BIM con 3DExperience Catia de Dassault Systèmes (DS).

Mediante el uso del software base y el desarrollo de aplicaciones internas como el flujo de trabajo de automatización inteligente DfMA integrado de Kreod (normalmente abreviado como KIDIA), la empresa se enorgullece de la precisión de sus modelos, sus listas de materiales y, en última instancia, del éxito financiero de su proyectos sostenibles. Al modelar todo a un nivel de detalle de fabricación, Kreod ha logrado grandes avances en la minimización del riesgo.

Kreod modela cada componente en detalle, hasta el nivel de fabricación, para comprender realmente no solo la intención del diseño, sino también la capacidad de construcción, el costo y todos los detalles de conexión.

También está abordando el problema de las adquisiciones, en un momento en que la rápida inflación de los precios de las materias primas está contribuyendo a aumentar los costos de construcción y, en algunos casos, obligando a suspender los proyectos. Una de las innovaciones que ha desarrollado el equipo de Kreod es un servicio web para la incorporación de clientes. Esto detalla los materiales necesarios para su proyecto, junto con los costos asociados en vivo. De esta manera, los clientes se mantienen informados sobre temas de presupuesto e incluso pueden tomar decisiones sobre cuándo comprar ciertos materiales para un trabajo. Por primera vez, los clientes pueden acceder a la cadena de suministro por sí mismos, en lugar de tener que depender de los contratos tradicionales y esperar que todo salga bien.

Al mismo tiempo, al evitar las herramientas BIM establecidas, Li aparentemente optó por realizar el equivalente a escalar la cara norte del Eiger. Solo después de hablar con él, se obtiene una idea real de lo que lo ha llevado a pasar por alto las paredes, puertas y ventanas predefinidas de 'Lego CAD', y hacer que la geometría y la fabricación sean sus impulsores clave para seleccionar un sistema de diseño.

Kreod modela cada componente en detalle, hasta el nivel de fabricación, para comprender realmente no solo la intención del diseño, sino también la capacidad de construcción, el costo y todos los detalles de conexión.

Con cada proyecto, si la empresa utiliza un nuevo proveedor o un nuevo proceso, los líderes del proyecto visitarán al fabricante e invertirán tiempo en comprender el proceso de fabricación y las limitaciones que deben tener en cuenta durante las etapas de diseño. El nivel de comunicación que la empresa construye con sus proveedores de confianza significa que la comunicación del diseño es confiable y puede basarse en modelos.

En nuestras visitas a otros arquitectos destacados, ciertamente vemos una buena cantidad de experimentación con la fabricación de sistemas CAD. Mientras era director de innovación en Aecom, Dale Sinclair usaba cada vez más la herramienta MCAD Inventor sobre la herramienta BIM Revit, para modelar proyectos modulares destinados a ser fabricados fuera del sitio. Sinclair parece haber llevado esa visión consigo a WSP, donde también dirige la innovación. Revit era el arma elegida por Aecom, pero el nivel de detalle con el que la empresa necesitaba modelar para la fabricación habría dado lugar a modelos enormes, lo que afectaría al rendimiento de Revit y podría inutilizar el sistema para este propósito. Por el contrario, las herramientas MCAD están optimizadas para ejecutarse con modelos que comprenden decenas de miles de piezas. Los sistemas de muy alta gama pueden manejar aún más.

Kreod puede haber evitado las comodidades de 'Lego BIM', optando en su lugar por la certeza de los detalles extremos, pero en el proceso, ha traído consigo una gran cantidad de trabajo de modelado adicional.

Es posible que este enfoque no sea para los pusilánimes, pero lo es para los que tienen mentalidad de ingeniería. También se adapta a aquellos profesionales de AEC que desean utilizar herramientas digitales para participar en todo el proceso de diseño a construcción de extremo a extremo. Mientras tanto, la ventaja para los clientes es que las empresas que modelan en detalle y saben mucho sobre los costos de fabricación por adelantado están en mejores condiciones para ofrecer un enfoque de servicio completo y punto de contacto único, que gestiona todo, desde el diseño hasta la entrega.

La industria se está dando cuenta muy lentamente de la conexión entre la elección de la herramienta de diseño y los resultados del proyecto. En la actualidad, esa conciencia tiende a ser limitada ya que es donde la industria debe enfocarse. Y, como se discutió, las consideraciones de fabricación deben tener lugar al principio de los procesos de diseño.

Esta mentalidad con visión de futuro no depende del tamaño de una empresa. Se puede ver tanto en Aecom (50.000 empleados) como en Kreod (menos de 10 empleados). El colaborador de la revista AEC y CEO de Foldstruct, Tal Friedman, se refiere a él como 'Modelado de información de fabricación' o 'FIM', donde los diseños se crean con conocimiento incorporado de la metodología de producción final. Li prefiere la etiqueta DfMA (diseño para la fabricación) probada y probada, pero en última instancia, estamos hablando de lo mismo.

El gran problema es que no existe un sistema llave en mano comercial para proporcionar esto. Cada fabricante tiene diferentes capacidades. En 2017, Bouygues pagó a Dassault Systèmes para que construyera a medida un sistema para automatizar el desmontaje de modelos de Revit en sus componentes con el fin de construir un modelo fabricable optimizado, con dibujos, costos completos y gestión de proyectos eficiente utilizando el entorno 3DExperience de Dassault Systèmes. . Bouygues está buscando expandir este sistema para incluir también optimizaciones y análisis de sostenibilidad.

Tal vez esta sea la forma en que irá la industria, con flujos de trabajo federados tradicionales para algunos sectores, utilizando herramientas BIM listas para usar, mientras que otros adoptan sistemas a medida para automatizar completamente los modelos de ensamblaje e impulsar la fabricación.

Mirando lo que tenemos hoy, junto con hacia dónde debemos ir mañana, si AEC va a adoptar un proceso de extremo a extremo completamente digital, parece poco probable que las herramientas BIM enfocadas en 2D de hoy puedan evolucionar para mantener el ritmo.

Es posible que Kreod haya evitado las comodidades de 'Lego BIM', optando en su lugar por la certeza de los detalles extremos, pero en el proceso, ha generado una gran cantidad de trabajo de modelado adicional. Dicho esto, cuanto más trabajo haga Kreod aquí, mayor será su propia biblioteca de piezas, por lo que habrá recompensas.

Será fascinante ver qué software y servicios Kreod decide lanzar al mercado para ayudar a la industria. De nuestra conversación con Li (ver el recuadro a continuación), está claro que le gusta tener mucho en su plato. A cambio, le está dando mucho que pensar a la industria.

3DExperience Catia es un nombre largo para un gran sistema CAD. Catia es el ecosistema de modelado insignia del desarrollador francés Dassault Systèmes. En lo que respecta a los sistemas CAD, la versión actual, V6, es el Ferrari del mundo CAD de fabricación. De hecho, lo utilizan Ferrari y su equipo de F1, así como Porsche, BMW y Toyota. En el sector aeroespacial, tanto Boeing como Airbus son clientes. Catia cubre modelos de piezas individuales, ensamblajes (de piezas), modelado de superficies de muy alto nivel, análisis de elementos finitos, análisis estructural, diseño generativo, plegado de chapa, renderizado, etc. La herramienta de diseño está conectada con otras marcas de DS, Enovia (colaboración), Delmia (planificación de la cadena de suministro) y Simulia (simulación), entre otras.

La parte 3DExperience del nombre se relaciona específicamente con su capacidad para operar más allá del escritorio y trabajar en la nube, conectándose a otras partes de las organizaciones con herramientas de gestión de procesos comerciales y modelos basados ​​en la web. Esto se conoce comúnmente como PLM (Gestión del ciclo de vida del producto) en los círculos de fabricación.

Catia no se ve comúnmente en las firmas AEC. Es visto como una opción exótica. Sin embargo, algunas prácticas excepcionales son notoriamente asociadas con su uso. Estos incluyen Frank Gehry, ZHA (Zaha Hadid Architecture) y, más recientemente, Lendlease. También hemos escuchado rumores de que Laing O'Rourke podría estar experimentando con él como parte de la investigación en curso de la compañía sobre métodos modernos de construcción.

Antes de Catia, Gehry tenía problemas para construir sus edificios, porque los contratistas agregaban un gran porcentaje a las estimaciones, argumentando que los dibujos en 2D dejaban demasiado a la imaginación. Cuando cambió a enviar modelos de Catia, todas las ofertas llegaron con una diferencia del 1 % entre sí.

Kreod sigue así los famosos pasos. Al hacerlo, ha optado por construir sus propias capas de funcionalidad para permitir el modelado rápido y detallado de elementos arquitectónicos y de construcción, hasta el último detalle.

Chun Qing Li busca llevar todo el conocimiento que su equipo ha acumulado en el diseño al modelado de fabricación para ofrecer un servicio en línea bajo demanda al mercado. Mira este espacio.

El pabellón olímpico Kreod (Londres 2012) fue diseñado para exhibir un diseño moderno y técnicas de construcción innovadoras. La forma única de la estructura fue posible gracias al uso de tecnología CAD de última generación, lo que permitió fabricarla en forma modular con un desperdicio mínimo de material. Las secciones prefabricadas se ensamblaron de forma rápida y precisa, lo que aseguró que la construcción pudiera completarse en un plazo ajustado antes de que comenzaran los juegos.

Los procesos de fabricación innovadores, como el corte por láser, la fundición al vacío y el mecanizado CNC, permitieron la creación de detalles intrincados que son una característica de la estructura terminada. Durante el proceso de construcción, las herramientas CNC de precisión cortan componentes individuales de una variedad de materiales, incluidos aluminio, acero inoxidable y compuestos. Luego, estos se soldaron a mano para crear marcos para una carcasa liviana cubierta con paneles de madera. La alta precisión del modelado y las piezas cortadas con CNC significaron que cada pieza encajaba perfectamente, a pesar de la amplia gama de variaciones.

Chun Qing Li describe su enfoque para crear el Pabellón Kreod de la siguiente manera: "Nuestra visión era proporcionar un escaparate emocionante para algunos de los diseñadores más dinámicos de Londres que trabajan en estructuras impresas en 3D; haciendo un uso completo de las tecnologías contemporáneas, sin dejar de cumplir con todos los requisitos de seguridad relevantes". reglamentos".

El Pabellón Olímpico de Kreod demuestra el potencial de combinar el diseño moderno y las tecnologías de fabricación con los procesos de construcción digital, ofreciendo un ejemplo práctico de cómo se pueden crear estructuras personalizadas más rápido.

AEC Magazine se sentó con Chun Qing Li, fundador y CVO de Kreod, para aprender más sobre su enfoque inconformista de los flujos de trabajo BIM y discutir sus puntos de vista sobre cómo y por qué la industria necesita cambiar.

Revista AEC: Si bien existe una serie de aplicaciones BIM maduras, ha optado por un sistema CAD más popular en la fabricación de alta gama. Eso significaba desarrollar sus propias capas de funcionalidad, entonces, ¿qué diablos lo hizo hacer eso?

Chun Qing Li (CQL): Siento que, como arquitectos y diseñadores, hemos sido secuestrados por las compañías de software. Debido a que somos personas creativas, tenemos mentalidades diferentes a las de los ingenieros, y las compañías de software desarrollan herramientas creadas por ingenieros de software que no necesariamente entienden cómo trabajamos. Siempre tenemos que doblegarnos y aprender su lógica. En mi experiencia, es contraproducente. Las herramientas que tenemos como soluciones listas para usar para AEC simplemente no tienen ningún sentido para mí. Por ejemplo, con BIM, dedicamos mucho tiempo a modelar un hermoso diseño basado en datos en 3D, pero finalmente terminamos entregando archivos PDF en 2D. Simplemente derrota todo el propósito.

Revista AEC:Pero, ¿cuánto de eso se debe a que la tecnología no logra mapear las limitaciones contractuales tontas y los entregables?

LCC: Todo está dirigido por los principales contratistas. Si bien los arquitectos pueden estar usando Graphisoft [Archicad], Revit y otros paquetes interesantes, en la construcción, todavía están en deuda con los dibujos en 2D. Esa es la cuestión, y los contratistas utilizan principalmente paquetes y especificaciones 2D. Siento la urgencia de que necesitamos cambiar esto, pero obviamente mi empresa es muy pequeña y no tengo un presupuesto de marketing para educar a la industria. Cuando comencé a desarrollar el software, traté de convencer a los desarrolladores y contratistas de que había una mejor manera de hacer las cosas, pero dijeron que no querían ser conejillos de indias. Entonces, comencé mi propia empresa de construcción. ¡Ahora estamos construyendo cosas y somos nuestros propios conejillos de indias!

Comenzamos con nuestra propia firma de arquitectura y, a partir de nuestro trabajo de desarrollo interno, lanzamos una nueva empresa de múltiples tecnologías para compartir nuestras soluciones, la primera de las cuales fue una herramienta de automatización inteligente. Esto eventualmente nos permitirá llevar al mercado una plataforma completa que integrará el diseño con las cadenas de compras y suministro. Este sistema podrá obtener precios de inmediato, en lugar de depender de una estimación de referencia de QS (Quantity Surveyor). Cuando lancemos nuestra plataforma, los clientes podrán acceder a nuestro sistema y recoger, elegir y comprar productos del catálogo.

En cuanto a los contratos, basados ​​en todo nuestro desarrollo de procesos internos, hemos introducido lo que llamamos 'contratos de libro abierto', de modo que cuando hablamos con un cliente, somos increíblemente abiertos con los costos de materiales, hasta el ladrillo, también. como todos los costes preliminares e incluso nuestro margen de beneficio.

Revista AEC:¿Suena muy frustrado al ver los flujos de trabajo de AEC que se han adoptado y codificado?

LCC: Los métodos de trabajo secuencial RIBA tienen un formato lineal que requiere un enfoque secuencial en las fases, una a la vez. Cada etapa debe completarse antes de que se inicie la siguiente, lo que lleva a un proceso de desarrollo prolongado con alteraciones de diseño intensivas, que retrasan los proyectos y tiene implicaciones financieras para todos los involucrados. Los flujos de trabajo lineales, por su propia naturaleza, generan riesgos, no los eliminan. Desde una perspectiva comercial, entiendo que el método facilita el desglose de las fases de pago, pero creo que puedes simplificar todo el flujo de trabajo.

En la fabricación, han refinado el proceso. Producen modelos 3D que están listos para la fabricación. Hacen secuencias de ensamblaje, como en cómo se juntan las cosas, mientras que nosotros, como industria, producimos cientos o miles de dibujos, los empaquetamos y los tiramos por encima de la cerca.

Nuestro flujo de trabajo específico, que llamamos KIDIA (Kreod Integrated DfMA Intelligent Automation) está diseñado específicamente para eliminar la necesidad de trabajo repetitivo. Permite un cálculo temprano y preciso del costo mediante la creación automática del código de fabricación/fabricación y la lista de materiales (BOM) necesarios. KIDIA no solo agiliza las etapas 2, 3 y 4 de RIBA, sino que también puede ahorrar potencialmente hasta un 90 % del tiempo dedicado a hacerlo, al tiempo que elimina o reduce el riesgo, que se puede ver en las cotizaciones de nuestros contratistas.

Revista AEC:Algunos pueden decir que es extremo, ¿optar por un sistema MCAD versus una plataforma BIM hecha a medida para arquitectos?

LCC: Creo que todo el proceso tiene que estar integrado en una única plataforma. De lo contrario, terminará usando todo tipo de aplicaciones: Rhino, Grasshopper, SketchUp, AutoCAD, hojas de cálculo de Excel y Revit. Y lo mejor que pudo hacer la industria para unirlos fue IFC, que es un formato de mínimo común denominador.

Supongo que, como la mayoría de nosotros, en cuanto a herramientas, he estado en un viaje. Empecé usando MicroStation y Generative Components (GC), luego pasé a Rhino y Grasshopper. Luego comencé a entrar en la racionalización de la geometría y me asocié con un profesor de matemáticas de ETH Zurich que lo hizo todo en C ++, ¡no se requiere un sistema CAD!

La experiencia es esencial. En el proyecto del Pabellón Olímpico, yo era el diseñador principal, el cliente, el contratista y el director del proyecto. Tuve que hacer todo, además de la ingeniería estructural. Después de racionalizar la geometría, construí lo que llamé en ese momento un 'modelo de fabricación de edificios', aunque luego descubrí que se llama DfMA. Encontré un brazo robótico de segunda mano y comencé a experimentar cortando y ensamblando marcos de madera para el pabellón. Para el marco de metal, colaboré con un fabricante de acero y adopté un enfoque de gran colaboración, lo cual fue genial. aprendí mucho

Revista AEC:¿Cómo demonios financiaste el Pabellón como un proyecto personal?

LCC: ¡Lancé a todos! Yo tenía un trabajo de tiempo completo. Creo que gasté 2.000 libras esterlinas en sellos, escribiendo a muchas personas y empresas. ¡Acabo de vender la idea y la hice posible!

Revista AEC:¿Cómo te involucraste con Dassault Systèmes y la plataforma 3DExperience Catia?

LCC: Frank Gehry fue el pionero. Desarrolló Gehry Technologies, con sus propias herramientas Catia para diseños arquitectónicos. Para nosotros, esta es una decisión financiera, una decisión comercial, ir y encontrar la mejor plataforma que pueda llegar hasta la fabricación y luego desarrollarla. La plataforma 3DExperience es muy poderosa y puede manejar mucha información compleja. Es por eso que es tan popular en la industria aeroespacial y automotriz.

Inicialmente, cuando me puse en contacto con DS por primera vez alrededor de 2010, dijeron que en realidad no trabajaban con bandas de un solo hombre o estudiantes. ¡Trabajaron con firmas aeroespaciales y de ingeniería multimillonarias y ese fue el final de la conversación! Más tarde, las cosas se recuperaron, especialmente cuando crearon un programa de incorporación para nuevas empresas y comenzaron a ver el potencial de sus aplicaciones en AEC.

Revista AEC: Entonces, ¿cómo crees que se desarrollará esto? La IA está comenzando a aparecer en los bordes y algunos sistemas tomarán polilíneas y entregarán modelos 3D completamente detallados, con dibujos para la fabricación. ¿Vamos a ver más firmas de diseño/construcción? ¿Necesitaremos menos arquitectos?

LCC:Utilizo el término 'Master Builder digital' por su significado tradicional, que se remonta a mediados del siglo XVI, cuando los diseñadores de arquitectura participaban estrechamente en todo el proceso de construcción.

Hemos auto-restringido el papel de los arquitectos a solo entregar la intención del diseño. En el pasado, los arquitectos solían liderar el proceso, pero ahora carecemos de una amplia competencia en la industria y existe una falta general de interés en comprender el lado de la construcción del negocio. Hay un cambio en la forma en que trabajamos, donde el contratista principal ahora juega un papel importante en todo el proceso.

A través de nuestros planes de desarrollo, quiero dar más poder a los arquitectos. Serán los diseñadores los que entenderán los costes. Así es como vendemos nuestros esquemas. Necesitamos ampliar nuestro espectro, no solo ser productores de dibujos de alta costura con hermosos grosores de línea. Buckminster-Fuller le preguntó a Sir Norman Foster cuánto pesaba su edificio. Necesitamos ser más como BuckminsterFuller, quien estaba obsesionado con la relación entre el peso, la energía y el rendimiento, de "hacer lo máximo con lo mínimo". Y, por supuesto, los clientes quieren saber el costo. Necesitamos mejores herramientas para hacer esto.

Revista AEC: Has puesto en marcha muchas empresas diferentes con diferentes objetivos. ¿Qué nos puedes contar sobre ellos?

LCC: Hay una razón por la que empezamos estas empresas, para la arquitectura, el desarrollo de software y especialmente la construcción, porque en cada uno necesito construir, demostrar y entregar. A partir de nuestra experiencia, podemos convencer a más clientes para que utilicen nuestra tecnología o consultoría. Esa es la noción. En última instancia, tenemos que hacer algo para servir mejor a los arquitectos y desarrolladores y la clave es integrar todo el proceso. Para proporcionar más transparencia, con costos de diseño entendidos, lo que significa que habrá menos necesidad de control de daños en puntos críticos de cualquier construcción.