Visualización 3D de los equipos en una aplicación de GMAO-1ª parte

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3D Big data en la ciudad moderna. Visualización de clasificación de información social abstracta. Conexiones humanas o análisis de la estructura financiera urbana. Datos geoespaciales complejos. Complejidad de la información visual.

Los sistemas de mantenimiento asistido por ordenador tienen como objetivo ayudar a los agentes de administración y mantenimiento en sus misiones de mantenimiento de activos (edificio, red, aire acondicionado, grifos, etc.). Los activos pueden tener distintas representaciones en diferentes fuentes de datos geoespaciales (2D o 3D) que pueden ayudar a tener una mejor comprensión de los mismos proporcionando nueva información. Sin embargo, el uso de esos datos suele plantear problemas de interoperabilidad. Además, se necesitan soluciones específicas para unificar la información geométrica con el fin de visualizar una cantidad masiva de objetos heterogéneos a diferentes escalas.
La GMAO (Sistema de Gestión de Mantenimiento Informatizado) permite conocer mejor el activo a mantener, ya que proporciona información descriptiva útil.

Datos geoespaciales

A medida que se dispone de más datos geoespaciales, la identificación y el uso de los datos pertinentes pueden proporcionar más información sobre los equipos, lo que puede ayudar a comprenderlos mejor.
Estos datos geoespaciales tienen sus propias fuentes y viven en su propio entorno bien desarrollado:

  • Sistema de Información Geográfica (SIG), captura, almacena, analiza y muestra datos geoespaciales con la GMAO y contribuye a la comprensión de los equipos localizándolos y dando información sobre su topología,
  • Diseño asistido por ordenador (CAD)Asiste en el diseño, la maquetación y la documentación técnica de los objetos,
  • Modelado de información para la construcción (BIM)permite crear una representación digital de la información física, operativa y funcional de una instalación (por ejemplo, un edificio, un puente, un túnel, etc.).

Sin embargo, esos entornos pueden seguir diferentes formatos estándar, como CityGML o Geo.JSON para GIS, Clases básicas de la industria (IFC) para BIM. Estas representaciones pueden describir activos a diferentes escalas: escala de la ciudad, escala del edificio, escala del objeto, y dependiendo de la escala, se dispone de diferente información, pero el uso de estos datos multifuentes y heterogéneos conduciría a problemas de interoperabilidad. Por lo tanto, debe ser posible navegar entre las diferentes escalas y reunir datos de todas las representaciones de los activos.

Utilizar las relaciones entre un bien y su contexto, como el objeto que lo rodea o está relacionado con él, podría ayudar a proporcionar nueva información y ayudar a su comprensión.
Así que, el uso de varias fuentes de datos puede proporcionar más información para describir un bien y su contexto:

  • Geometría 3D podría ayudar a comprender mejor un activo al visualizar todas sus formas y componentes.
  • Evolución en el tiempo y el espacio es una información clave para cualquier GMAO que ayuda a describir el ciclo de vida de un activo.
  • Utilizando datos semánticos podría enriquecer la descripción existente de un activo.
  • Utilizando modelos de datos que representan activos a diferentes escalas podría ayudar ofreciendo varios puntos de vista sobre un activo
  • En función de la necesidad (para un fontanero, un electricista, etc.), se pueden crear diferentes vistas movilizando la información pertinente.

La primera parte de este artículo está dedicada a una solución para movilizar y visualizar varios datos geoespaciales en visualización 2D o 3D en la web en un mismo entorno, para dar la posibilidad al usuario de navegar entre las diferentes representaciones de activos disponibles en varias fuentes de datos geoespaciales.
La segunda parte presenta un enfoque general que enriquece los activos con información procedente de fuentes de datos geoespaciales para proporcionar al usuario una mejor comprensión de un activo.

Visualización de equipos de mantenimiento mediante datos geoespaciales

Nuestro objetivo es movilizar y visualizar la representación de diferentes equipos de mantenimiento. Estas representaciones pueden estar almacenadas en archivos o bases de datos, y pueden pertenecer a la GMAO o a diferentes dominios de datos geoespaciales como SIG, BIM o CAD. Para visualizarlos, es necesario encontrar una solución que permita ver los datos geométricos en 2D o 3D, pero también recoger y mostrar los datos semánticos asociados.
Por ello, proponemos la tubería genérica de Figura 1, que permite transformar los datos geométricos en un formato estándar para visualizarlos más fácilmente.

Figura 1: Canalización genérica
Figura 1: Canalización genérica

En efecto, el visualizador no necesitará conocer todos los modelos de datos geoespaciales, describiendo la geometría de varias maneras. Para mantener un vínculo con las fuentes de datos, las geometrías extraídas deben mantener una referencia hacia ellas que permita al espectador recuperar la información semántica asociada a la geometría visualizada. El formato estándar resuelve varios problemas ligados a la visualización en la web, como la organización espacial, la definición geométrica y el número de geométricas a mostrar que los modelos originales no tratan. Al final, el visualizador podrá recuperar la geometría a mostrar utilizando una API (Application Programming Interface) estandarizada y, si es necesario, recuperar datos semánticos adicionales de las fuentes de datos.

Esta tubería puede realizarse con diferentes soluciones, utilizando múltiples componentes. Por consiguiente, será posible componer entre diferentes modelos, asegurar enlaces débiles entre los componentes utilizados y así utilizar varias soluciones para cada modelo si es necesario, sin modificar las funciones de otras soluciones.

Esta primera solución permite visualizar un conjunto de representaciones de equipos procedentes de diferentes fuentes (Ifc, CityGML, .Obj) y de diferentes dominios (BIM, SIG, CAO). La extracción y la transformación de los datos geométricos hacia un formato estandarizado permiten una utilización más fácil para el visualizador ya que puede ignorar los modelos de datos originales. También es posible movilizar los datos geométricos visualizados semánticamente de forma asociada, ya que permiten que los datos evolucionen en sus propias fuentes.
El uso de componentes ligados débilmente permite crear vistas personalizadas y elegir los datos utilizados, además de cambiar las soluciones utilizadas para cada problemática.
El esfuerzo de reproducibilidad mediante la creación de contenedores Docker para cada componente, permite la integración de la solución en CarlSource (solución de GMAO de Carl Berger-Levrault).

Figura 2: Integración de la solución en CarlSource, mostrando los datos de Ifc de un puente, la flecha roja destaca el enlace entre la losa's geométrica y su instancia de GMAO
Figura 2: Integración de la solución en CarlSource, mostrando los datos de Ifc de un puente, la flecha roja destaca el enlace entre la geometría de la losa y su instancia de GMAO

Nuestra solución permite ahora visualizar la representación del equipamiento desde diferentes fuentes (Ifs, CityGML, .Obj) y dominios (BIM, SIG, CAO). La extracción geométrica de los datos y su transformación a un formato estandarizado permiten un uso más sencillo, ya que el visor puede ignorar los modelos de datos originales, muestra vistas contextuales y ayuda al usuario a navegar en ellas. Da la posibilidad de alistar los datos geométricos y semánticos asociados dejando que evolucionen en sus propias fuentes, lo que da la posibilidad de navegar en el contexto del activo. El uso de un acoplamiento débil entre los componentes da la posibilidad de crear vistas personalizadas y elegir los datos a utilizar. El esfuerzo de reproducibilidad mediante la creación de contenedores Docker para cada componente nos permite integrar la solución en CarlSourcenuestra solución de GMAO.

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