Considerações ontológicas sobre modelar em AEC*

Abstract

This article presents a research proposal based on concepts of graphic and conceptual modeling, on associative relations between concepts, documentary language and ontological commitment in the context of architecture, engineering and construction. Resumo. Este artigo apresenta uma proposta de pesquisa fundamentada nos conceitos da modelagem gráfica e conceitual, nas relações associativas entre conceitos, linguagem documentária e no compromisso ontológico no contexto da arquitetura, engenharia e construção.

Keywords

• *Arquitetura
• Engenharia e Construção

1. Introdução

Propõe-se dessa forma evidenciar a vinculação da modelagem em engenharia e arquitetura às ontologias e linguagens documentárias, enquanto proposta de solução à geração de modelos representacionais semanticamente consistentes. Assim, o objetivo geral da pesquisa é argumentar sobre a necessidade de um framework referencial para modelos em engenharia e arquitetura, culminando em modelos, processos, sistemas e banco de dados integráveis e interoperáveis. Os objetivos específicos irão refletir em melhor desenvolvimento do projeto de empreendimentos e respectiva gestão, culminando na otimização dos recursos, das pessoas, das finanças, na diminuição de desperdício de materiais e no retrabalho e outros, além de alinhar os preceitos de gestão de informação e gestão do conhecimento vinculados a esse processo.

2. Modelos

Modelos são abstrações criadas para representar uma parte da realidade. O resultado da prática de modelagem, seja por meio de notações computacionais ou em sistemas especialistas, deve apresentar modelos representativos com maior similaridade às demandas explicitadas e maior aproximação da realidade (Studer, Benjamin, Fensel, 1998) .

2.1. Linguagens documentárias

As linguagens documentárias são os instrumentos utilizados para a representação da informação e do conhecimento e consequentemente para a organização e processos de recuperação de conteúdo (Cintra et.al,1994) . Os tipos de linguagens documentárias mais conhecidos na Ciência da Informação são: i) os sistemas de classificação bibliográfica (por exemplo: CDD - Classificação Decimal de Dewey); ii) os cabeçalhos de assunto (por exemplo: LCSH - Library Congress Subject Headings); e iii) os tesauros (por exemplo: AAT - The Art & Architecture Thesaurus).

2.2. Ontologias

Grenon, Smith e Goldberg (2004 ) definem ontologia como o conjunto de entidades que existem no mundo, organizado através das categorias sob as quais essas entidades simbólicas pendem e dos diferentes tipos de relações que são mantidas entre elas. Enquanto ferramenta de modelagem, Gassen (2014) atribui às ontologias os seguintes aprimoramentos, dentre outros: “interoperabilidade [...], validação [...], tradução [...], enriquecimento semântico [...], auxílio na heterogeneidade semântica [...], integração [...], e assim por diante”. (Gassen, 2014, p.13) 2.3. UML 2.4. BPMN Segundo Mattiazzi (1998) , a UML permite descrever os requisitos de software, caracterizar a arquitetura de um sistema, focar na arquitetura ao invés da implementação e direcionar programadores, aumentando a produtividade e diminuindo os riscos. Baker (2001) apresenta algumas das suas vantagens: i) linguagem comum entre analistas de negócio e desenvolvedores; ii) é orientada a objetos - por ser uma linguagem sob perspectiva orientada a objetos; iii) descreve processos de negócios de forma estruturada e dinâmica; iv) ajuda a gerar melhores requisitos de sistemas.

A BPMN é um padrão internacional de notação destinado a padronizar o mapeamento de processos de negócio através da representação gráfica em diagramas (Baldam et al., 2011). Ela tem por finalidade identificar, analisar, documentar, desenhar, monitorar e melhorar o processo, seja ele automatizad o ou não. Vasko e Dustdar (2006 ) salientam que a BPMN é uma notação de modelagem visual bem elaborada e proporciona um bom suporte para aspectos comportamentais do projeto do fluxo de trabalho.

2.5. Modelagem gráfica

Os empreendimentos, ainda como um projeto na mente dos profissionais, precisam ser representados (Pereira Junior, Baracho e Porto, 2016) . A tecnologia BIM proporciona recursos de representação (como CAD-Projeto e Desenho Auxiliado por Computador) e visualização, permitindo a interação direta e intuitiva, de forma bastante similar a uma obra virtual (Lee et al., 2006 ). Ela também relaciona todos os elementos geométricos, a tabela de banco de dados e considera cada parte do desenho uma entidade, com atributos, hierarquias, dependências semânticas e relacionamentos.

3. Gestão de Informação em AEC

Ao se considerar o BIM como um sistema que abarca os processos de modelagem, análise e geração de documentação (Ribeiro, 2010) relacionamos seu propósito a um KOS (Knowledge Organization Systems). Mayr et al. (2016) trazem o entendimento de que os sistemas de organização do conhecimento (KOS) suportam diferentes funções, como a de representação e indexação de informações e documentos, road maps semânticos, ferramentas para framework conceitual e fundamentação conceitual para sistemas baseados em conhecimento. Assim sendo, vincular as tecnologias BIM e KOS vai além de associar suas respectivas funções nativas, extrapolando-se para a necessidade de identificar as sensibilidades e soluções de ambos enquanto sistemas de representação, recuperação e gestão da informação.

O desafio apontado para a gestão de informações em processos colaborativos, interdisciplinares e interoperáveis - como em processos em BIM - é ressaltado na necessidade da adequação semântica das entidades (sejam materiais, objetos, perspectivas) através da validação dos seus compromissos ontológicos verdadeiros. Ou seja, deve-se atentar para o fato das incompatibilidades geradas pelas diferenças conceituais, terminológicas das entidades do projeto, que resultam em dificuldades na interoperabilidade, recuperação de informação e na comunicação. Considera-se neste, os modelos conceituais baseados em ontologias como uma alternativa para reduzir as inconsistências por meio do entendimento de que os modelos e suas entidades devem possuir adequação semântica equiparada às realidades associadas ao empreendimento. Outrossim, apresenta-se a necessidade de se vincular a semântica e pragmática ( Cabré, 2005 ) ao frame do projeto, para que se atendam e satisfaçam a complexidade representativa e comunicativa do modelo em elaboração e/ou gerado.

4. Proposta Interdisciplinar

Pereira Junior, Baracho e Almeida (2016) apontam que a relação entre a AEC e Ontologia possui ainda um grau de maturidade baixo e ainda evidenciam que a tecnologia BIM não possui compromisso ontológico bem definido - o que se configura uma lacuna para a gestão da informação e do conhecimento do empreendimento. De forma a construir uma trilha de pensamento que se configure como uma proposta de solução à lacuna apresentada, busca-se vincular os conceitos já citados (BIM e Ontologia) à uma linguagem documentária que sirva de suporte conceitual e terminológico para a construção do “conhecimento do empreendimento”.

O ATT - The Art & Achitecture Thesauros (http://www.getty.edu/research/tools/portal/index.html) é um tesauro que inclui os termos, as descrições e outros metadados a respeito de conceitos relacionados à arte, arquitetura, conservação, arqueologia e patrimônio cultural, incluindo ainda tipos de trabalhos, estilos, materiais, técnicas e outros. De acordo com Alexiev, Isaac e Lindenthal (2015 ), a maioria das relações entre os termos no referido tesauro são de TG (Termo Genérico), embora também existam TRP (Termos de Relação Partitiva - parte/todo).

Através de outro tipo de abordagem, uma ontologia é capaz de especificar explicitamente a semântica dos termos de um domínio do conhecimento. Essa característica possibilita sua utilização enquanto apoio à definição dos referidos termos naquele contexto - otimizando o processo de comunicação, além de apresentar uma solução à problemas de interoperabilidade semântica entre sistemas. Por isso, elas podem proporcionar a troca de informação entre sistemas e até mesmo entre pessoas ( Jasper, Uschold; 1999 ). As relações que se estabelecem entre os termos em uma ontologia são resultantes do estudo do domínio.

O desafio que se estende como uma proposta de pesquisa passível de ser aprofundada consiste em vincular as entidades representativas da modelagem gráfica de forma paralela à terminológica. Ou seja, utilizando-se do tesauro se dará subsídio à construção da definição consensual para o conceito na ontologia, onde também serão estabelecidos os tipos de relações associativas existentes entre os conceitos e respectivas descrições no contexto do empreendimento (Figura 10).

Figura 10. Simulação do framework resultante em BIM

5. Considerações finais

Considerando as contribuições dos instrumentos de representação da informação, aqui os tesauros e ontologias, assume-se a relevância das naturezas terminológicas (conceitos e relações), assertivas (axiomas aplicados aos conceitos e relações) e pragmáticas (conhecimento consensual) para o contexto da AEC, utilizando-se de da plataforma BIM. Espera-se que a utilização simultânea da modelagem gráfica e da modelagem conceitual em um framework resulte na criação de um modelo de empreendimento bem fundamentado, com correspondência executável no mundo real e documentada de forma terminologicamente adequada.

Através desse modelo será possível potencializar a interoperabilidade entre sistemas; minimizar inconsistências com a demanda original do desenvolvimento (cliente); maior assertividade na identificação, descrição e relacionamento das entidades utilizadas no empreendimento em seu domínio real; sustentar a comunicação eficiente entre diferentes áreas do conhecimento, diferentes línguas e consequentemente, diferentes denominações terminológicas dos mesmos conceitos.

6. Referências

References

Alexiev , V. , Isaac , A. , Lindenthal , J. ( 2015 ). On the composition of ISO25964 hierarchical relations (BTG, BTP , BTI). Int. J. Digit. Libr . v. 17 , n. 1, p. 39 - 48 . Disponível em: <https://link.springer.com/article/10.1007% 2Fs00799 - 015 -0162-2>. Acesso em: 29 abr . 2017 .

Baker , B. ( 2001 ). Business modeling with UML: the light at the end of the tunnel. The Rational Edge, dez . Disponível em: <http://www.therationaledge.com/content/dec_01/m_businessModeling_bb.html>. Acesso em: 15 out . 2011 .

Baldam , et al. ( 2007 ). Gerenciamento de processos de negócio: BPM. Editora Érica, São Paulo, Brasil.

Bax , M. P. ; Teixeira , L.M.D. ; Ferreira , L.G.F. ( 2017 ). Gestão de conteúdo corporativo: apontamentos teóricos e práticos . Ágora, v. 27 , n. 54 , p. 102 - 125 .

Cabré , M. T. ( 2005 ). La terminologia, una disciplina en evolución: pasado, presente y algunos elementos de futuro . Debate Terminológico, n. 1.

Cintra , A.M.M. et al. ( 1994 ). Para entender as linguagens documentárias . São Paulo: Polis.

Gassen , J. B. ( 2014 ). Modelagem de processos de negócio: rótulos e ontologias. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) . Programa de Pós-Graduação em Computação da UFRGS. Porto Alegre , 2014 .

Grenon , P. , Smith , B. , Goldberg , L. ( 2004 ). Biodynamic Ontology: applying BFO in the biomedical domain . In: PISANELLI, D. M. Ontologies in Medicine . IOS Press, Amsterdam.

Jasper , R. ; Uschold, M. ( 1999 ) A framework for understanding and classifying ontology applications . ( 1999 ). Disponível em: <http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.39.6456>. Acesso em: 11 maio 2017 .

Lee , G. et al. ( 2009 ). Specifying parametric building project behavior (BOB) for a building information modeling system . Automation in Construction, n. 15 , p. 758 - 776 . Disponível em: <www.elsevier.com/locate/autcon>. Acesso em: 20 mai . 2009 .

Mattiazzi , L. D. ( 1998 ). Orientação a objetos e a UML: finalmente um rumo a seguir . Developers'Magazine, n. 26 , p. 26 - 29 .

Mayr , P. et al. ( 2016 ). Recent applications of Knowledge Organization Systems: introduction to a special issue . Int J Digit Libr , v. 17 , p. 1 - 4 . Disponível em: <https://link.springer.com/article/10.1007/s00799-015-0167-x>. Acesso em: 25 abr . 2017 .

Moreira , W. ; Lara, M. L. G. ( 2012 ). Ontologias, categorias e interoperabilidade semântica . Datagramazero, v. 13 , n. 4, 2012 .

O.M.G. Business Process Modeling Notation.(2006) Needham: Business Process Management Initiative , 2006 . 308p. Disponível em: &lt;http://www.inf.unikonstanz.de/dbis/teaching/ws0708/im/uebung/BPMN-Spec.pdf&gt;. Acesso em: 02 mar 2017 .

Pereira Junior , M. L. ; Baracho , R. M. A. ; Almeida , M. B. ( 2016 ). Ontologia no suporte a modelagem da informação da construção (BIM): um estudo exploratório sobre a inter relação entre as tecnologias envolvidas . In: XVII ENANCIB , Anais ...

Pereira Junior , M. L. ; Baracho , R. M. A. ; Porto , M. F. ( 2016 ). A gestão da informação e do conhecimento, o trabalho colaborativo e o uso das tecnologias BIM por arquitetos e engenheiros . In: XVII ENANCIB , Anais ...

Porto , M.F. ; Franco , J.R.Q. ( 2016 ) Modelagem da informação para otimização de sistemas de combate a incêndios e pânico em edificações . Tendências da Pesquisa Brasileira em Ciência da Informação , v. 9 , n.1, p. 188 - 207 .

Ribeiro , J. T. G. ( 2010 ). Modelagem de informações de edificações aplicada no processo de projeto de aeroportos. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) . Programa de PósGraduação em Arquitetura e Urbanismo da UNB . Brasília. Disponível em: <http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/7727/1/2009_JulioTollendalGomesRibeiro.pdf>. Acesso em: 28 abr . 2017 .

Studer , R. ; Benjamins , V.R. ; Fensel, D. Knowledge Engineering: Principles and methods . ( 1998 ). Data & Knowledge Engineering , v. 25 , p. 161 - 197 . Disponível em: <https://pdfs.semanticscholar.org/47c9/c4ea22d4d4a286e74ed1f8b8f62d9bea54fb.pdf>. Acesso em: 05 jul . 2017 .

Vasko , M. ; Dustar , S. ( 2006 ). A view based analysis of workflow modeling languages . IEEE Computer Society , fev. Disponível em: <http://www.infosys.tuwien.ac.at/staff/sd/papers/A%20view %20based%20analysis%20of% 20workflow%20modeling%20languages.pdf> . Acesso em: 10 jun . 2016 .