Analysis of the application of BIM 4D and BIM 5D for cost estimation in tender processes – a case study in a steel structure construction company

Abstract

O setor da construção ainda carece do uso de tecnologias quando comparado com outras áreas da engenharia. A tecnologia BIM é uma metodologia de trabalho que vem colocando a construção civil em outro patamar quando o assunto é inovação. Com o BIM, é possível obter melhores resultados em todo o ciclo de vida da construção, desde sua conceção, execução e operação. Dentro do conceito BIM, existem 7 dimensões, sendo esta dissertação focada em BIM 4D e BIM 5D, ligadas ao planeamento e ao orçamento respetivamente. Por se tratar de um mercado que movimenta bastante dinheiro e o nível de concorrência é alto, muitos grandes projetos são construídos por meio de licitações. Diversos aspetos são avaliados em um concurso, mas em geral vence o que tiver a menor estimativa de custos. No âmbito da construção metálica, menor custo está associado ao menor peso da estrutura. Ou seja, quanto menor o peso, menor será seu preço e maior a probabilidade de vencer o concurso. Sendo assim, no processo de orçamentação é necessário estudar o peso do aço com alto grau de assertividade. Ao longo de todo o processo, o BIM é utilizado em três momento, o primeiro enviado pelo cliente, o segundo é modelado pela área de orçamentação que serve de base para a estimativa de custo e o terceiro é modelado pela equipa de preparação caso a obra seja ganha e é utilizado como base para o desenvolvimento da obra e fabricação das peças. Associando BIM, com concursos de licitação e estruturas metálicas, e no contexto empresarial da bysteel e BIM+, ambas empresas do Grupo DST, surgem duas vertentes dessa dissertação. A “Parte A” onde será o analisado o BIM 5D quanto ao peso, normalmente medido em toneladas, entre os modelos do processo. No estudo de caso, foram selecionados 4 projetos, os quais seus 3 modelos envolvidos tiveram seus elementos estruturais parametrizados para extração da lista de materiais e análise dos dados. Vale ressaltar que, o processo de licitação particular é também um processo de negociação, ou seja, outros aspetos também são levados em consideração. Assim, a Parte B da dissertação pretende analisar o BIM 4D, contribuindo para um melhor faseamento da obra, simulação de progresso e animação de evolução da obra que pode ser utilizada como recurso de marketing durante a negociação com o cliente.

The construction sector still lacks the use of technologies when compared to other areas of engineering. BIM technology is a work methodology that has been placing civil construction on another level of innovation. With BIM, it is possible to obtain better results throughout the entire construction life cycle, from its conception, execution, and operation. In the concept of BIM, there are 7 dimensions, which this dissertation is focused on BIM 4D and BIM 5D, linked to time and cost respectively. As this is a very important market in a country’s economy and the level of competition is high, many large projects are built through tenders. Several aspects are evaluated in the process, but usually win the one with the lowest cost estimate. In the steel structure, lower-cost means the lower weight of steel. In other words, the lower the weight is, the lower is it price and the higher is the probability of winning the tender. Therefore, in the cost estimation process, the weight of steel must be studied with a high degree of accuracy. Over the process, the BIM is used in three moments, the first is sent by the client, the second modeled by the contractor to estimate the cost, and the third is created by the drafter department, if the project was won, used to develop the construction and to product the elements in the factory. Integrating BIM, with tender and steel structures, and in the business context of bysteel and BIM+, both companies of DST Group, two objectives of this dissertation emerge. The Part A, where BIM 5D is analyzed by comparing the steel weight, normally measured in tonnage, of the models involved in the process. As a case study, 4 projects were selected, which 3 models involved had their structural elements parameterized for extracting the list of materials and analyzing the variations. Moreover, it should be pointed the tendering process is also a negotiation process, which thus not only the cost is taken into account, but also other relevant aspects. Thus, the Part B of the dissertation intends to analyse 4D BIM, contributing to a better phrasing of the work, simulation of progress, and animation of the work's evolution that can be used as a marketing resource during negotiations with the client.