Gradbena informatika

Opredelitev področja Danijel Rebolj, FG 2010

Gradbena informatika

   Predmet raziskav: podatkovne strukture in informacijski tokovi v gradbeništvu Metode: sistemska analiza, modeliranje podatkov in procesov, CASE Namen:   dvig kakovosti in produktivnosti s sistematičnim razvojem in uporabo informacijskih tehnologij v gradbeništvu  računalniško podporo informacijskih tokov v gradbenem podjetju / projektu / objektu

Definicija GI

Gradbena informatika vključuje informacijske tehnologije v obliki opreme, aplikacij in storitev , ki jih uporabljajo organizacije za podporo ljudem pri komunikaciji , dogovarjanju obveznosti , reševanju problemov in odločanju različnih področjih gradbeništva.

na Prof. Žiga Turk

Razvoj IT

“Stari vek”

 1938-1955  Človek se popolnoma prilagodi stroju  Odvisnost programa od modela računalnika  Metode : enostavni algoritmi  Orodja (HW) : redki veliki računalniki  Orodja (SW) : strojni jezik

Razvoj IT

“Srednji vek”

 1955-1980  Stroj se “približuje” človeku  Odvisnost programa od operacijskega sistema in programskega jezika  Metode : strukturirano programiranje in načrtovanje  Orodja (HW) : več velikih in še več mini računalnikov, lokalna omrežja

Razvoj IT

“Srednji vek”

Orodja (SW) :  visoki programski jeziki: FORTRAN, COBOL, ALGOL 58; BASIC, PL1, SIMULA, PASCAL, ADA, C, MODULA, LISP, PROLOG, SMALLTALK, ...

 enostavne baze podatkov  začetki računalniške grafike

Razvoj IT

“Novi vek”

 1980  Stroj se prilagaja človeku  Modularnost in povezljivost programov  Metode : objektni pristop (OOP, OOA, OOD)  Orodja (HW): osebni računalniki, globalno omrežje

Razvoj IT

“Novi vek”

Orodja (SW) :  objektni programski jeziki: C++, Java  integrirana orodja za načrtovanje in razvoj informacijskih sistemov (CASE, RAD, VP, UML)  sistemi za upravljanje podatkovnih baz  napredna grafika (I/O) in VR  internetna orodja (XML)

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Zgodovina

 1938 - Z1 (Konrad Zuse)  1955 - FORTRAN, razvoj specializiranih programov za analizo konstrukcij (STRESS)  1956 - COBOL, specializirani računovodski programi in AOP  70. - parametrično načrtovanje, MKE, PM  80. - risanje, CAD - CADD - CAE - ...

 90. - integracija sistemov

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Zgodnje obdobje

 Uporaba na zelo ozkih področjih:   osnovno finančno poslovanje (glavna knjiga, blagajna, izračun OD itd.), statični izračuni (npr. program STRESS),...

 V zgodnjem obdobju bi lahko uporabo računalnikov v gradbeništvu označili kot “enostavno obdelavo podatkov”,  Aplikacije so bile med seboj popolnoma ločene - tudi fizično (različen HW, OS, …)

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Trenutno stanje

 CAD - načrtovanje / modeliranje konstrukcij, vzdrževalnih sistemov (insta lacij), prometnic, tehnologije gradnje,...

 VR - predstavitve modelov,  PMS - planiranje gradenj in spremljanje projektov,  GIS - na področju infrastrukturnih objektov, urejanja prostora, analize vplivov na okolja,...

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Trenutno stanje

 Širjenje področij, obsega in kvalitete uporabe računalnikov,  “krpanje” informacijskih tokov s polavtomatiziranim prenosom podatkov, integrirani viri (BIM) ne zaživijo  aplikacije so še vedno funkcionalno razdeljene, vsa področja še niso pokrita

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Trenutno stanje

 neenotna organizacija vsebinsko povezanih področij je ovira za celovitejši pristop,  zaznavna je potreba po integraciji, vendar način in vsebina nista jasno opredeljena,  kaže se potreba po profilu gradbenega informatika

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Trenutno stanje

 V gradbeni industriji lahko prepoznamo 3 stopnje informatizacije glede na uporabljene aplikacije   tradicionalne : kalkulacije, terminsko planiranje, 2D CAD novejše : web portali, weblogi in Wiki, spletno podprto sodelovanje, mobilno računalništvo, 3D CAD, izmenjave podatkov med aplikacijami

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Trenutno stanje

 V gradbeni industriji lahko prepoznamo 3 stopnje informatizacije glede na uporabljene aplikacije  prihajajoče : upravljanje znanja (knowledge management), “brezžično” (wireless) računalništvo, 4D CAD, interoperabilnost in BIM tehnologije, avtomatizacija gradnje

Prihodnji razvoj IT

 Moorov zakon (Gordon Moore, 1965): število transistorjev na silikonskem čipu se podvoji vsakih 18-24 mesecev 1971: 2250 (4004) 2000: 100M (Pentium III) 2013: 1G  2019: 20MG izračunov/sec  možgani

Prihodnji razvoj IT

 optični računalnik procesor) (optični transistor, 3D  DNA računalnik za pomnenje 4 nukleidne kisline DNA molekule) (namesto 0/1 uporablja  moleklarni in DOT računalnik (molekularni oz. elektronski transistor)  kvantni računalnik (atomski procesor)

Novi koncepti IT

Vseprisotno računalništvo

 1940 – 1980 (stari in srednji vek): en računalnik – več uporabnikov  1980 – 2010 (novi vek): en računalnik – en uporabnik  2010 – : več računalnikov – več uporabnikov računalniki “izginejo”  vseprisotno računalništvo

Novi koncepti IT

Vseprisotno računalništvo

 1998 Mark Weiser, Xerox PARC; od vzorca “ one person-one desktop computer ” k “računalniškim stenam” in “calm computing”  Hiroshi Ishii, MIT, “ Things That Think ”  Adam Greenfield, “ Everyware ” Vir: Wikipedia 

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Novi koncepti

 Nova izhodišča: objektni pristop  gradbene objekte modeliramo celostno ,  Nove zasnove sistemov, ki izhajajo iz objekta in njegovega življenjskega cikla ,  Sistemi postajajo povezljivi (interoperabilnosti) in fleksibilni (modularnost sistemov)

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Novi koncepti

 Mobilno računalništvo območij  širitev sistemov izven birojev, uprav in urbanih  Vseprisotno računalništvo  avtomatsko spremljanje stanj (lokacija virov, vrednosti fizikalnih količin), avtomatiziran nadzor in upravljanje procesov  Celostna integracija sistemov

Uporaba računalnikov v gradbeništvu

Nova področja

 Popolna integracija dokumentacije  “Inteligentni” gradbeni stroji  Popolna komunikacijska vključitev vseh izvajalcev v realnem času  “Inteligentne” zgradbe (konstrukcije, klimatizacijski sistemi, komunikacije)  Avtomatski nadzor (opazovalne postaje) in vzdrževanje objektov (nanotehnologija)

Spremljanje virov

“Pametna” hiša

“Pametno” okolje

“Pametno” gradbišče

Avtomatizacija gradnje

Avtomatizacija gradnje

Radiolaria paviljon (d_shape 3D print)

nanoGradnja

 nanoBuild, Nano- to meter-scale Building (www.n2mBuilding.org)

nanoGradnja

nanoBuild, Nano- to meter-scale Building (www.n2mBuilding.org)