Business views design in service-oriented groupware. Towards adapted multiviews for collaborative 4D/nD construction simulation - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2013

Business views design in service-oriented groupware. Towards adapted multiviews for collaborative 4D/nD construction simulation

Conception de vues métiers dans les collecticiels orientés service. Vers des multi-vues adaptées pour la simulation collaborative 4D/nD de la construction

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Abstract

Planning is crucial for the success of Architecture, Engineering and Construction (AEC) projects. 4D construction simulation is an innovative approach that is in line with the development of Building Information Modeling (BIM). It combines a 3D model of the building to the planning of activities in order to simulate its realization over time. Several studies have shown that 4D simulations are particularly useful for comparing the constructability of structures and working methods for the identification of conflict and overlap, but also as a collaborative tool for stakeholders to discuss and plan the project progress. The construction planning is nowadays necessarily collaborative. However, the use of collaborative 4D simulation is still limited, mainly because of the lack of adaptation of views proposed to users. Indeed, most current 4D tools, even if they offer this "collaborative simulation" as sales argument, simply offer the same "standard" views (3D + Gantt chart) to all users. Yet traditional working methods in the sector rely on different visual representations (eg, 2D drawings, 3D model, "white" 3D model, "photorealistic" model, quantities table) that professionals usually choose according to their specific needs. The hypothesis of this doctoral research considers that the views proposed in 4D collaborative simulation tools should be adapted to the needs of each stakeholder involved. The objective is to propose a method to design 4D multiple views adapted to the real business needs of participants in a collaborative 4D simulation. Thus, the research examines planning practices in the construction sector, and theories from Information Visualization, views design, and Computer-Supported Collaborative Work fields. The proposal firstly defines an original conceptualization of collaborative 4D construction simulation. It then translates into a structuration of views adaptation needs, and a structured approach to design 4D multiple views adapted to different stakeholders in a 4D collaborative simulation. Metamodels are also proposed and provide method users with a structured language for the progressive design of 4D multi-views. The methodological approach proposes first to identify the "business" issue relying on a literature review and interviews with professionals. Then, a decrease in the theoretical field of Information Visualization and Computer-Supported Cooperative Work led to formalize initial metamodels of collaborative situation, of visualization tasks, of business view and coordinated multiple views. These metamodels are then confronted with real 4D visualizations from construction projects to progressively refine their content and the consistency of the proposed method. A final experiment develops and validates the method as a whole. It is complemented by a survey with professionals in order to validate the results.
La planification est essentielle pour la réussite des projets d'Architecture, Ingénierie et Construction (AIC). La simulation 4D de la construction est une approche innovante qui s'inscrit dans le développement de la maquette numérique BIM. Elle associe un modèle 3D de l'ouvrage au planning des activités de manière à en simuler la réalisation à travers le temps. Plusieurs travaux ont montré que la simulation 4D est particulièrement intéressante pour la comparaison de la constructibilité des ouvrages et des méthodes de travail, pour l'identification des conflits et des chevauchements, mais aussi comme un outil de collaboration pour les différents acteurs afin de discuter et planifier l'avancement du projet. La planification de la construction est aujourd'hui une activité nécessairement collaborative. Pourtant, l'usage collaboratif de la simulation 4D reste limité, notamment à cause du manque d'adaptation des vues manipulées. En effet, la plupart des outils 4D actuels, même s'ils proposent cette " simulation collaborative " comme argument commercial, se contentent de proposer les mêmes vues " standards " à tous les acteurs (3D associé au Gantt). Pourtant les méthodes de travail traditionnelles dans le secteur s'appuient sur différentes représentations visuelles (ex. plans 2D, modèle 3D " blanc ", modèle 3D " photoréaliste ", tableaux de quantités) que les professionnels ont l'habitude de choisir en fonction de leurs besoins particuliers. L'hypothèse de cette recherche doctorale considère que les vues proposées dans les outils de simulation collaborative 4D devraient être adaptées aux besoins de chacun des acteurs impliqués. L'objectif est de proposer une méthode de conception de vues multiples adaptées aux réels besoins métiers des participants à une simulation collaborative 4D. À cet effet, la recherche étudie les pratiques de planification dans le secteur de la construction, les théories de visualisation de l'information et de conception de vues, ainsi que le travail collaboratif assisté par ordinateur. La proposition définit d'abord une conceptualisation originale de la simulation collaborative 4D de la construction. Elle se traduit ensuite par une structuration des besoins pour l'adaptation des vues, et une méthode structurée pour la composition de vues multiples 4D adaptées aux besoins de différents acteurs impliqués dans une simulation collaborative. Des métamodèles sont également conçus et fournissent aux utilisateurs de la méthode un langage structuré pour la conception progressive des multi-vues 4D. L'approche méthodologique propose dans un premier temps de définir le problème " métier " sur base d'une revue de la littérature et d'entretiens avec des professionnels. Puis, un recul théorique dans le champ de la visualisation d'information et du travail coopératif assisté par ordinateur conduit à formaliser des métamodèles initiaux de situation collaborative, de tâches de visualisation, de vues métiers et de vues multiples coordonnées. Ces métamodèles sont ensuite confrontés à des visualisations 4D réelles déjà produites dans le cadre de projets de construction, afin d'affiner progressivement leur contenu ainsi que la cohérence des étapes de la méthode. Enfin, une expérimentation finale développe et valide la méthode dans son ensemble. Elle est complétée d'une enquête auprès de professionnels afin de valider les résultats obtenus.
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Dates and versions

tel-00818022 , version 1 (25-04-2013)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00818022 , version 1

Cite

Conrad Boton. Conception de vues métiers dans les collecticiels orientés service. Vers des multi-vues adaptées pour la simulation collaborative 4D/nD de la construction. Architecture, aménagement de l'espace. Université de Lorraine, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00818022⟩

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