Tecnologias, sistemas e modelos de informação

Tecnologias de informação

A expressão “tecnologia de informação” remete para aspectos funcionais relacionados com a organização, o armazenamento e a comunicação de dados.

Como exemplos de assuntos da área das tecnologias de informação, contam-se (Pereira 2005):

A escolha dos diversos tipos de hardware, das formas de comunicação de dados entre os diversos computadores, das linguagens e produtos de desenvolvimento de aplicações, da optimização da organização física dos dados em bases de dados, da configuração dos sistemas operativos e dos sistemas gestores de bases de dados (SGBD).

Sistemas de informação

Conceito

Encontra-se, na bibliografia consultada, a seguinte definição, bastante abrangente, do conceito de “sistema de informação”: “Um sistema de informação representa todas as componentes dinâmicas da organização que incluem, entre outros, o hardware, o software, as regras e metodologias de desenvolvimento, as pessoas e a estrutura da organização que permitem a recolha e a agregação de dados, a sua análise e apresentação de forma a tornar mais eficientes os processos administrativos e mais eficaz o processo de tomada de decisão” (Pereira 2005).

De uma forma simples, pode afirmar-se que os sistemas de informação se apoiam na tecnologia de informação para atingir os seus fins (Correa 2004).

A área dos sistemas de informação, ao contrário do que sucede com as tecnologias de informação, é um domínio da gestão de organizações e trata de analisar a aplicabilidade das tecnologias a um negócio específico.

Numa analogia que, curiosamente, se relaciona com a construção, compara-se a composição de um sistema de informação com a de um edifício, procurando-se distinguir sistemas e tecnologias de informação (Laudon, Laudon 2006). Da mesma forma que um edifício é composto por um conjunto de materiais, usando para o efeito diferentes equipamentos mas também conhecimento sob a forma de arquitectura, engenharia, etc., também os sistemas de informação não se esgotam nos computadores e nas aplicações que lhes servem de base. Estes não são capazes, por si só, de produzir informação. Só é possível conhecer um sistema de informação na medida em que se conhecem os problemas que este se destina a resolver, a sua arquitectura, os elementos que o compõem e os processos que conduziram à sua definição.

Embora os sistemas de informação não estejam necessariamente dependentes de recursos informáticos, o presente trabalho centra-se no estudo dos Sistemas de Informação Baseados em Computadores (frequentemente designados pelo acrónimo SIBC, ou CBIS, resultante da sua designação na língua inglesa).

Classificação de sistemas de informação

Os sistemas de informação admitem uma diversidade de classificações, baseadas em critérios funcionais ou com base no tipo de informação gerida.

Uma primeira classificação prende-se com a estrutura dos dados e dos procedimentos a tratar. Segundo esta classificação, os sistemas dividem-se em formais e informais.

Um exemplo de um sistema informal é uma “rede de rumores” de escritório (Laudon, Laudon 2006). Um sistema deste tipo baseia-se num conjunto de regras não enunciadas, não existindo uma definição de informação, nem da forma como esta será armazenada e processada. Os sistemas de informação informais são frequentemente associados à gestão de informação não estruturada, especialmente se esta se processar de forma não rotineira. Nos casos em que a mesma informação não estruturada deva ser produzida, processada e comunicada de uma forma rotineira, deve analisar-se a possibilidade de incluir as funções correspondentes num sistema de informação formal. Uma tecnologia de informação correntemente usada para gerir informação informal e não rotineira é o correio electrónico (Pereira 2005).

Os sistemas formais, pelo contrário, são estruturados, isto é, operam em conformidade com um conjunto de regras fixas. Este tipo de sistemas pode ser manual ou baseado em computadores.

Este primeiro conceito de sistema formal remete, desde logo, para um dos principais obstáculos à implementação de um sistema de informação na construção: a enorme variedade de componentes e de processos alternativos admissíveis num projecto de construção dificulta o estabelecimento de uma estrutura formal que enquadre todos os elementos relevantes para a sua completa definição. Perante esta dificuldade, pode antever-se um conjunto de questões essenciais à definição de um sistema de informação para a construção:

1. Que informação é possível (e viável) incluir num sistema de informação formal para a construção?
2. Até que ponto se considera viável a criação de um sistema de informação formal para o sector que inclua os aspectos relativos à especificação de componentes e processos (ou, seguindo a terminologia mais usual na construção, de materiais e trabalhos)?
3. Qual o papel actualmente desempenhado e qual o que deverá ser desempenhado no futuro pelos sistemas de informação informais na construção? Dever-se-á procurar limitar o seu âmbito a trocas de informação específicas (por exemplo, submissão de projectos para licenciamento ou comunicação entre os elementos de uma equipa de projecto)?
4. É possível definir um sistema que combine as características de um sistema formal e de um sistema informal, de forma flexível em função das características do projecto de construção a que corresponde?

Importa ainda distinguir claramente os sistemas de informação internos de cada organização/interveniente (ou agrupamentos de organizações/intervenientes) e um possível sistema de informação “externo”, que respeita a um projecto de construção individual. Os primeiros são ferramentas de gestão própria da organização e contêm, entre outros, dados confidenciais que a organização prefere não partilhar com o exterior, frequentemente por questões relacionadas com eventuais responsabilidades decorrentes da sua actividade. Os segundos funcionam como repositórios de informação, onde todos os intervenientes ligados a um projecto de construção, condicionados por permissões atribuídas pelo administrador do sistema, podem contribuir com informação e consultar a informação introduzida pelos demais participantes no processo. Embora seja frequente que o mesmo sistema de informação reúna características correspondentes a ambos os tipos de sistema referidos, permitindo o acesso limitado a intervenientes exteriores à respectiva organização em função de um conjunto de permissões atribuídas, no sector da construção tende a verificar-se uma separação entre sistemas ou subsistemas vocacionados para a gestão da empresa (vendas, marketing, produção, contabilidade, recursos humanos) e sistemas ou subsistemas cujas funções primordiais estão associadas à comunicação com o exterior, isto é, à partilha de informação.

Os sistemas de informação podem ser classificados em função do nível de decisão associado e à área funcional a que interessam. Esta classificação será usada para enquadrar os tipos de sistemas de informação considerados mais relevantes para o sector da construção.

Entre as várias áreas funcionais possíveis, interessa focar a área da produção como correspondendo a um dos tipos de sistemas que irá previsivelmente assistir a uma maior evolução e disseminação num futuro próximo, no contexto da construção civil. Os sistemas de produção apoiam actividades relacionadas com o planeamento, desenvolvimento e manutenção de produtos e de instalações produtivas (Laudon, Laudon 2006). Estes sistemas admitem diferentes níveis de acesso, desde o nível operacional, ao qual correspondem por exemplo informações relacionadas com a verificação da progressão registada nos trabalhos, passando pelos níveis de gestão intermédia onde os sistemas podem analisar a produtividade e os custos associados à produção, até ao nível estratégico onde podem ser analisados os objectivos a longo prazo da empresa, incluindo a selecção de áreas geográficas onde apostar em termos de produção ou a escolha dos tipos de trabalho onde a empresa prevê conseguir maiores vantagens.

Product Lifecycle Management

Um tipo de sistema que tem assumido uma importância crescente na indústria automóvel ou aeroespacial, por exemplo, são os sistemas de gestão do ciclo de vida de produto (também designados por sistemas PLM – Product Lifecycle Management).

Os sistemas PLM baseiam-se num repositório de dados que organiza toda a informação necessária ao desenvolvimento de um qualquer produto (Laudon, Laudon 2006). Os dados podem incluir informação acerca dos fornecedores de materiais e componentes ou a especificação das suas características e são frequentemente ligados a um sistema CAD, isto é, a um modelo geométrico do produto. Os BIM, abordados adiante no presente capítulo, enquadram-se neste tipo de sistemas.

Adopção de sistemas de informação na construção

Tem-se assistido, nos últimos anos, a um esforço considerável das empresas ligadas à construção em implementar sistemas de informação adequados às suas características. Já depois do ano 2000, eram conhecidas empresas de grande dimensão à escala nacional que recorriam à mesma tecnologia de informação existente há décadas ou que não usavam, na prática, sistemas de informação propriamente ditos. Assim, a construção nacional, em termos da utilização de sistemas de informação, revelava ainda recentemente características próprias da primeira fase de desenvolvimento deste tipo de tecnologias. Esta fase é conhecida por “era do processamento de dados” (Pereira 2005) e caracteriza-se por uma utilização de computadores na automatização dos processos de trabalho que utilizam informação. Na era do processamento de dados, os computadores são utilizados para diminuir os custos de mão de obra e o tempo de realização das actividades, não para fornecer informação útil para as actividades de gestão. Alguns sintomas das práticas próprias deste período são ainda visíveis na generalidade das empresas do sector. É frequente, por exemplo, que as actividades de gestão recorram exclusivamente a mapas resumo produzidos recorrentemente, de forma manual, para satisfazerem a sua necessidade de informação.

A situação actual é significativamente distinta daquela que se verificava há cerca de uma década atrás, em grande parte devido à súbita disseminação de sistemas ERP. Ainda assim, a realidade das grandes empresas de construção dificilmente pode ser classificada como representativa da realidade da construção civil nacional. Embora não se pretenda estudar em pormenor este tipo de sistemas, estes não devem ser dissociados dos sistemas de informação correspondentes a projectos de construção individuais, nomeadamente aos que se baseiam nos BIM.

Na construção, onde a organização hierárquica das empresas é em geral uma organização por projectos, a cada obra individual corresponde frequentemente um sistema de informação com um grau de independência bastante elevado relativamente ao sistema de informação geral da empresa. Assim, os sistemas de informação correspondentes a projectos de construção individuais incluirão componentes relacionados com a representação dos produtos de construção (por exemplo, CAD ou eventualmente BIM), para além de componentes dedicados à gestão (por exemplo, ERP).

Esta ligação entre os modelos de informação para a construção e os sistemas ERP justifica a abordagem específica que lhes será realizada em capítulos futuros. Com efeito, é desejável que os sistemas sejam compatíveis, permitindo a troca de informação de uma forma, tanto quanto o possível, automática.

Papel dos sistemas de informação formais na construção

A definição apresentada em 2.3.2.2.1 para sistema de informação é suficientemente abrangente para que seja possível admitir que todas as actividades produtivas são enquadradas por um sistema de informação de qualquer natureza. É evidente que nem todos os sistemas empregados serão baseados em computadores, nem serão formais, tal como foram definidos estes tipos de sistemas no presente trabalho.

Frequentemente, os dados são produzidos, processados e comunicados de uma forma informal. Os sistemas informais são essenciais para o funcionamento das organizações (Laudon, Laudon 2006), conferindo-lhes a flexibilidade necessária à resolução de problemas imprevistos ou não rotineiros. Com efeito, este tipo de sistemas pode ser adaptável a qualquer tipo de problema (embora, frequentemente, se constate que esta abordagem será pouco viável), recorrendo à criatividade das pessoas e à sua facilidade em comunicarem directamente. Os sistemas informais podem pois, em algumas situações, ser encarados como uma solução alternativa à rigidez dos sistemas formais, apresentando um conjunto importante de vantagens relativamente a estes.

Em contrapartida, os sistemas formais tendem a resultar em soluções mais eficientes para problemas de carácter rotineiro, isto é, tarefas que assentam sobre procedimentos fixos, com conjuntos de dados de características conhecidas. Para além disso, resultam na criação de um repositório de dados estruturados, o que se pode tornar útil, por exemplo, no caso de se pretender reutilizar os dados usando outras aplicações.

Tendo em conta o referido no presente capítulo, a questão não será se o sector da construção deve usar sistemas de informação e, em caso afirmativo, em que tarefas. O sector da construção usa (usou sempre) sistemas de informação, naturalmente que nem sempre formais. Será portanto mais importante questionar qual o papel a desempenhar pelos sistemas informação formais na construção, sabendo que muitas tarefas deverão continuar a ser realizadas sem o apoio deste tipo de sistemas.

Modelos de informação

Conceito

Um conceito inerente à gestão de informação, em particular no contexto da construção civil é o de abstracção. Pode-se definir uma abstracção como uma visão de uma realidade onde se suprime um conjunto de informações que sejam consideradas desnecessárias para o fim a que se destina. Sob este ponto de vista, um modelo de informação é uma abstracção sobre o produto que se pretende representar.

Surgem frequentemente referências a modelos paramétricos aplicados às mais diversas actividades. Considera-se que o adjectivo é apenas útil para distinguir os modelos que são importantes para este trabalho dos modelos puramente conceptuais, que não contêm informação quantitativa acerca dos aspectos que pretendem descrever. Assim, os modelos referidos neste trabalho são de facto modelos paramétricos.

As peças escritas e desenhadas do projecto, o planeamento dos trabalhos, o cronograma financeiro e outros documentos relacionados com a obra não são mais do que “vistas” sobre o modelo. Frequentemente, as aplicações informáticas baseadas em modelos de informação para a construção usam estas vistas como interfaces para o modelo, isto é, permitem alterar as características do modelo a partir das suas vistas.

Uma vez que os modelos incluem aspectos que não se esgotam na sua geometria, é usual designá-los de modelos a n dimensões, ou modelos nD. Para além das 3 dimensões do espaço euclidiano, é frequente que os modelos incluam outras “dimensões”, entre as quais o tempo – o que permite, por exemplo, representar o progresso de uma obra ao longo das suas sucessivas fases – o custo, etc.

Tendo em conta a definição adoptada para o conceito de “modelo de informação”, o termo “de informação” é, de alguma forma, redundante, pelo que alguns autores se referem simplesmente a “modelos para a construção” (building models).

Correspondência com o “mundo real”: Modelos semânticos

Os dados têm uma correspondência com a realidade que pode ser estabelecida por meio de uma semântica, no sentido usualmente dado a esta palavra na bibliografia da área das tecnologias da informação (Woods 1975). Neste contexto, uma semântica é uma estrutura lógica que liga a representação de um objecto numa base de dados e o respectivo objecto no mundo real (Sheth 1995).

Dependendo da abordagem seguida na representação dos dados, a semântica pode ser tornada explícita através da definição de uma ontologia (ver 2.3.2.3.3) ou pode permanecer implícita (Delcambre et al. 2006). A primeira estratégia é típica de uma abordagem do tipo estruturalista ao desenvolvimento de formatos de representação (ver 2.3.3). Nas abordagens do tipo minimalista, algumas regras de representação serão implícitas, o que conduz a modelos mais ligeiros mas menos completos.

Ontologias

As ontologias são métodos de representação do conhecimento, tendo sido desenvolvidas no campo da Inteligência Artificial para facilitar a partilha e a reutilização de conhecimento (Malucelli 2006). Uma ontologia pode ser encarada como uma especificação explícita de uma abstracção (Gruber 1993). Por outras palavras, uma ontologia define a forma como se produz um modelo simplificado da realidade. Por norma, esse modelo assume a forma de uma estrutura hierárquica definida por classes de objectos e por ligações – às quais correspondem regras – entre estas classes. Uma ontologia deve obrigatoriamente ser consistente mas, por definição, não é necessariamente completa relativamente à realidade (Gruber 1993).

O desenvolvimento de modelos de informação para a construção, detalhados e completos, recorre a este tipo de representação para descrever um edifício, incluindo os seus componentes, as relações entre eles e os processos que conduzem à sua materialização.

Actualmente existem diversas linguagens que permitem o desenvolvimento de ontologias usando ferramentas informáticas, isto é, a explicitação de conhecimento. Actualmente, a linguagem padrão para o desenvolvimento de ontologias para a construção é a OWL (Ontology Web Language) desenvolvida pelo W3C (Lee et al. 2008). Para além das ontologias desenvolvidas com recurso à OWL, encontram-se na bibliografia exemplos de iniciativas baseadas na linguagem UML (Unified Modeling Language) (Gonçalves et al. 2007), (Santos 2002).

Uma ontologia aplicada à construção permite, por exemplo, descrever um compartimento como um espaço delimitado por paredes e associar um conjunto de restrições a esse compartimento (área mínima, número mínimo de compartimentos deste tipo incluídos num edifício, etc.).