Los procesos digitales de diseño bajo la mirada de la colaboración

Mario Vallejo, Denise Mônaco dos Santos

Mario Andres Bonilla Vallejo es Dibujante Arquitectónico y de Ingeniería, Maestro en Arquitectura. Investigador del laboratorio de modelado digital (Nó.Lab), de la Universidad Federal de Viçosa, Brasil, e investigador de Nomads.usp desde marzo de 2019. Estudia procesos digitales de diseño, la colaboración en BIM, y métodos y medios de representación.

Denise Mónaco dos Santos es Arquiteta, Doctora en Arquitectura. Profesora Adjunta del Departamento de Arquitectura y Urbanismo, de la Universidad Federal de Viçosa, Brasil. Coordinadora del Laboratorio de Modelado Digital (Nó.Lab) e investigadora colaboradora del Nomads.usp. Estudia interfaces entre arquitectura, ciudad y medios digitales, y procesos digitales de diseño.


Como citar esse texto: VALLEJO, M. A. B.; SANTOS, D. M. Los procesos digitales de diseño bajo la mirada de la colaboración. V!RUS, São Carlos, n. 18, 2019. [online] Disponível em: <http://www.nomads.usp.br/virus/virus18/?sec=4&item=10&lang=pt>. Acesso em: 25 Abr. 2024.

ARTÍCULO SOMETIDO EL 28 DE AGOSTO DE 2018


Resumen

En el campo de la Arquitectura, Ingeniería y Construcción (AIC), durante el ciclo de un proyecto, se ven involucradas varias especialidades asociadas a distintas áreas de conocimiento y la integración de éstas aún parece constituir un desafío. En este sentido, este trabajo pretende discutir las especificidades de la colaboración cuando adoptada en procesos digitales de diseño. Para esto, a través de un abordaje teórico-conceptual, se realizó una revisión de literatura que evidenció posibilidades y limitaciones en la implementación de formas de trabajo colaborativo en el campo de la AIC y, más específicamente, en procesos digitales de diseño. Este trabajo, conforme con el tema discutido en la edición número 18 de la revista V!RUS, “parti.cipar+co.laborar”, presenta reflexiones en el horizonte de instancias colaborativas en procesos digitales de diseño, trabajos interdisciplinarmente colaborativos y medios digitales, que muchas veces se enfocan en aspectos informacionales-digitales para promover procesos esencialmente sociales-humanos.

Palabras-clave: Colaboración, Compatibilización, Interdisciplinariedad, Proceso digital de diseño, Interacciones



1 Introducción

Las tecnologías digitales permiten que procesos cognitivos puedan ser más explícitos, propiciando que los datos usados en procesos digitales estén debidamente declarados, haciéndolos manipulables y comprensibles por diferentes actores que deseen participar en el proceso. Esto influye en las interacciones interpersonales y formas de trabajo conjunto que se desarrollan a lo largo de procesos creativos.

Para efectos de este trabajo, la colaboración es entendida a partir de un amplio espectro en el cual se consideran aspectos no técnicos para su desarrollo, pues esta es esencialmente social y no pueden esperarse instancias colaborativas solo con herramientas digitales (Kvan, 2000). Así, para colaborar, es necesario que, a través del tiempo, se mejoren aspectos interaccionales e intersubjetivos, ya que, etimológicamente, indica el compartir de esfuerzos y desgracias implicadas en acciones conjuntas de este tipo, con énfasis en lo compartido como proceso, no como resultado (Salvá, 1843). Sus disposiciones organizativas pueden describirse como configuraciones horizontales, sin niveles de autoridad y control, lo que posibilita la auto-gestión (Corrêa, 2010). Esto se hace a través del liderazgo colaborativo, que se constituye como figura comprensiva, abierta y con capacidad de comprender, de forma global, el objetivo común por el cual se decidió colaborar (Alves y Barbosa, 2010),

A pesar de la colaboración ser explorada hace ya varios años, su uso más reciente deriva, en parte, de la revolución tecnológica y del informacionalismo que propulsaron la creación de redes de conocimientos interconectadas y distribuidas geográficamente (Castells, 2000). Por tanto, la colaboración también podría presentarse en dos instancias, 1) analógico y 2) digital, cada una con sus especificidades y semejanzas. De esta forma, es posible que algunas de las características y especificidades de la colaboración tradicional hayan mutado debido al proceso de avance exponencial de las tecnologías digitales.

En ese orden, centrado en un abordaje teórico-conceptual, este trabajo propone reflexiones sobre la práctica colaborativa en procesos digitales de diseño, una vez entendidas las características tanto del concepto, como del campo de la Arquitectura, Ingeniería y Construcción (AIC). Para esto, y en el contexto de procesos contemporáneos de construcción colectiva de conocimientos en diferentes áreas, se realizó una amplia revisión de literatura en la cual se consideraron aspectos sociales e informacionales sobre la colaboración en procesos digitales de diseño, lo que, por consiguiente, relaciona las discusiones y reflexiones expuestas a continuación con el tema de la edición número 16 de la revista V!RUS, “parti.cipar+co.laborar”. Este trabajo hace parte de una investigación de maestría desarrollada sobre las bases del concepto de colaboración, enfocando sus análisis y reflexiones en el proceso de diseño de un equipo interinstitucional, derivando instancias remotas y presenciales.

2 Interconexiones y desconexiones 

La fragmentación de los conocimientos es una de las principales características del campo de la AIC, evidenciado por el gran número de disciplinas que hacen parte de él. Herbert y Donchin (2013) argumentan que la complejidad del campo se deriva de este hecho, y del proporcional aumento de consultores y especialistas que se ven involucrados. Esto se reafirma al comprender que es debido a las complicaciones implícitas de la multidisciplinariedad de este fenómeno que la comunicación y los flujos de información en procesos de diseño son desafíos constantes en el desarrollo de proyectos de AIC.

De esta manera, las interacciones entre las diversas disciplinas de este campo deben ser consideradas a la hora de intentar reunirlas, pues es bien sabida su multidisciplinariedad. No obstante, pocas veces los proyectos se desarrollan de forma interdisciplinar, con prácticas corrientes de compatibilización de proyectos que no indican, ni interdisciplinariedad, ni colaboración.

La multidisciplinariedad representa la mera coexistencia de dos o más disciplinas, cada disciplina manteniendo su carácter específico sin el intento de integrarlas. Ya la interdisciplinariedad integra teorías y métodos de una disciplina que pueden ser usados en otra (Gnaur, Svidt y Thygesen, 2012). Por tanto, la multidisciplinariedad resultante de la fragmentación de conocimientos no indica, por si sola, ni interacciones entrelazadas entre las disciplinas, ni objetivos comunes, solo la mera existencia de varias disciplinas. Así, se comprende la importancia de relaciones interdisciplinares más conectadas y cercanas entre las diversas disciplinas del campo de la AIC. 

Esto podría disminuir la desconfianza creada por el distanciamiento entre ellas, a través de la unión y uso inteligente de los varios conocimientos disponibles en los equipos de diseño. Si bien, por un lado, la especialización permite la reducción de la carga de trabajo individual en un equipo de diseño, por el otro, agrega inmensos esfuerzos de coordinación entre todos ellos, considerando que las soluciones encontradas colaborativamente son el resultado de una configuración organizacional basada en interacciones sinérgicas entre miembros con conocimientos complementarios (Forgues, et al., 2016; Carraher, Smith y Delisle, 2017).

Conforme Pikas et al. (2016), la colaboración en procesos de diseño puede ser abordada a partir de dos perspectivas: 1) basada en enfoques constructivistas y de la teoría de la comunicación, la cual considera el diseño como un fenómeno social en el que se crea un entendimiento común por medio de interacciones sociales y culturales; y 2) desde un pensamiento informacional, derivado de la teoría de la información y de las matemáticas, en la que se tiene como foco el flujo de datos entre dos o más miembros, grupos o equipos. 

En este sentido, el presente trabajo aborda la colaboración en el campo de la AIC desde ambas perspectivas: 1) como un fenómeno social, en el cual se toman aspectos no técnicos para comprender tal concepto y cómo este es adoptado en procesos digitales de diseño, y 2) entendiendo su relación con los aspectos informacionales, los fenómenos conocidos ampliamente como globalización, revolución tecnológica y la conectividad de la sociedad actual, que derivan instrumentos y herramientas en el horizonte de lo que se denomina TIC (Tecnologías de Información y Comunicación), e influyen en los procesos conceptivos del campo de la AIC.

3 Más que intercambios de información 

A menudo, el diseño en arquitectura se desarrolla por la unión de conocimientos para la solución de problemas determinados, involucrando en su proceso diversas disciplinas, además de varias especializaciones que son del propio campo de la arquitectura. No obstante, la mayoría de las veces, sus contribuciones ocurren de forma separada, en un proceso interdependiente que se desarrolla paso a paso, transitando entre ellas sin la concomitancia de varias disciplinas que pueden estar involucradas en este proceso. Se interactúa por demanda, de modo tal que el flujo de ideas y la comunicación se segmentan, dificultando la creación de entendimientos comunes por parte de todos los involucrados. 

Esto indica que el surgimiento de las ideas y el flujo de las informaciones ocurre segmentadamente, sujeto a la demanda de la anterior disciplina, avanzando, de esta forma, hasta el final del proyecto a través de pasos determinados, en los que la comunicación se presenta como herramienta para informar errores o conflictos entre varias disciplinas y también dentro de cada una de ellas, no como medio para evitarlos.

Para que la colaboración, en procesos de diseño, fluya y ocurra de forma bien sucedida, los miembros deben ser capaces de recibir y captar los conocimientos de otros, al mismo tiempo que ponen en práctica su experiencia colaborativa. Esto sugiere que, no son solo interacciones, sino comunicación y sentido de compartir. Por tanto, las interacciones sociales entre individuos que colaboran deben ser consideradas como parte del desarrollo colectivo en lo que respecta a los procesos de cocreación del equipo, siendo apoyada por dos instancias fundamentales: 1) intercambio de conocimientos específicos, y 2) intercambio de experiencias sobre el propio proceso colaborativo. 

Riese (2011) afirma que el proceso de diseño colaborativo está configurado de acuerdo a los conocimientos demandados y los existentes, conformando una inteligencia colectiva distribuida entre los miembros del equipo. Esta integra, unifica y enfoca los esfuerzos en la solución de problemas a partir del reconocimiento de las habilidades específicas de los demás miembros. Afirma, además, que colaborar es una práctica difícil, aunque en la teoría no lo parezca. Para hacerlo, son necesarias habilidades que proporcionen bases de conocimientos y herramientas prácticas comunes para el equipo. 

Carl y Stepper (2016) resaltan que el proceso de diseño ya es complejo por sí solo, y al colaborar se estarán agregando aspectos interdisciplinares e intersubjetivos complejos de igual forma. Al trabajar en equipo se reconoce el valor individual de cada miembro, fomentando diálogos abiertos para evitar distanciamientos entre ellos, lo cual sería dañino para el equipo en general. Así, más que conocimientos, se requieren confianza, respeto, comprensión y personalidades que puedan encajar de alguna manera entre sí, comprendiendo la necesidad de conocimientos ajenos de cada disciplina.

4 Proceso de diseño

En un amplio sentido, un proceso de diseño son todos y cada uno de los procedimientos, técnicas, herramientas e instrumentos que ayudan a lograr un diseño determinado y, a su vez, son las distintas clases de actividades que el diseñador utiliza y combina entre sí en un proceso general de diseño. En este contexto, los procesos y pensamientos de diseño han mudado significativamente a través de los últimos años, pasando por diferentes formas y estructuras cognitivas, perspectivas y métodos. 

Jones (1992) afirma que, a mediados del siglo XX, los diseñadores no conocían explícitamente las razones por las cuales sus diseños alcanzaban un resultado final: solo conocían la manera de hacerlo, basados en sus recuerdos, creatividad y experiencia del acto de diseñar. El proceso de diseño en sí solo era visible para el diseñador y en ocasiones éste no sabía realmente cómo descubrió tal solución. De esta manera, Jones encuentra la necesidad de hacer público el pensamiento del diseñador y de formalizar el proceso de diseño con la intención de hacerlo más manejable y que otras personas puedan, tal vez, acompañarlo y contribuir. Distingue también dos puntos de vista que él denomina 1) caja negra, para el punto de vista creativo, dentro de la cual ocurre el misterioso salto creativo, y 2) caja transparente, para el punto de vista racional, en la que puede visualizarse y entenderse un proceso racional totalmente explicable.

Michael Brawne (2003) discute, a partir de la diferencia entre teoría y método de diseño, los procesos y líneas que pueden ser abordados para el diseñar, apoyando el pensamiento de que el diseño final es el resultado de conocimientos personales del diseñador, que pasan por unas fases secuenciales, hasta que se está satisfecho con uno de los posibles resultados. 

Se puede visualizar, entonces, que a pesar de las diversas perspectivas, teorías y métodos, los aspectos clave para llevar a cabo procesos analógicos de diseño son, usualmente, los conocimientos, recuerdos y experiencias del diseñador, y que tal proceso analógico se puede dar a través de una caja negra o una transparente.

En lo relacionado a las mudanzas que han ocurrido en las formas cognitivas y pensamientos de diseño, Rivka Oxman (2017) las diferencia y caracteriza. Parte de los modelos de pensamiento de diseño de la década de 1980, afirmando que estos eran más introspectivos y personales, basados en bocetos y etapas definidas. Más adelante, según la autora, la cognición en los diseños comenzó a adoptar pensamientos de reflexión y acción a partir de la observación de la documentación del proceso de diseño, sistematizándolo a través de la representación. Luego, con la disminución gradual de procesos basados en bocetos de papel, el diseño encontró apoyo en las tecnologías digitales que, en un principio, eran usadas, generalmente, como nuevos medios y formas representacionales. 

Sin embargo, no tardaron demasiado en tornarse herramientas generativas de forma, lo que derivó un cambio en los métodos y procesos de diseño. El impacto del apoyo y uso de tecnologías digitales generaron nuevas perspectivas ligadas a estructuras cognitivas, pensamientos teóricos de lo digital en arquitectura y, además, contribuyeron con la integración de varios procesos computacionales y otras áreas, como matemáticas, ciencias de la información, ciencias biológicas, entre otras, al proceso de diseño. De esa forma, se presentaron cambios en los pensamientos de diseño, surgiendo los paramétricos y algorítmicos, los cuales exigen de los diseñadores -más que conocimientos arquitectónicos básicos- pensamientos y conocimientos abstractos, matemáticos y algorítmicos que les permitan generar formas alternativas y funcionales a partir de teoremas y lenguaje de script (Oxman y Gu, 2015). 

En ese orden, las etapas del proceso de diseño son dinámicas, abiertas e influenciables por características sociales y tecnológicas de la época en la que se desarrolla. Como se mencionó en los párrafos anteriores, el diseño en arquitectura ha avanzado desde procesos creativos difíciles de explicar racionalmente, bocetos en papel, fases configuradas secuencialmente, al mismo tiempo que crece el número de teorías, métodos y procesos de diseño que contribuyeron, y lo continúan haciendo, con la integración de conocimientos, disciplinas y tecnologías digitales. Estas mudanzas, y algunas otras, han permitido abordar la concepción de los diseños a partir de pensamientos más lógicos con informaciones más declaradas y objetivas, en los que se hace posible manejar el diseño a través de parámetros, resultando en procesos en los que el protagonismo introspectivo e idealizado del arquitecto diseñador disminuye, mientras el de las tecnologías digitales aumenta.

La integración de tecnologías digitales al proceso de diseño le permite al diseñador esquematizar el proceso, abordando la cognición arquitectónica desde nuevos métodos, teorías y conceptos, objetivando el abordaje consciente del potencial de herramientas de diseño basadas en funciones computables. El diseño digital no se trata de la formalización de los procesos de diseño o la automatización de la toma de decisiones, sino sobre la interacción de los procesos formales con el pensamiento arquitectónico; no se trata de informatización, sino de cómputo (Kotnik, 2010).

A pesar de concordar, de cierta forma, con la taxonomía propuesta por Oxman (2006) sobre los modelos de procesos digitales de diseño, como: modelos CAD, modelo de diseño de formación digital, modelo de diseño generativo, modelo de diseño de desempeño y modelo de diseño compuesto (conformado por varios modelos), Kotnik (2010) distingue tres abordajes para el uso de tecnologías digitales que coinciden con loscinco modelos de Oxman: representacional, paramétrico y algorítmico. Él los define y diferencia a partir de niveles de computabilidad, siendo que el nivel representacional no debe considerarse como método digital de diseño propiamente dicho, pues el apoyo computacional se limita a la facilidad de la representación arquitectónica, manteniendo el paradigma de diseño analógico basado en papel, en el cual la relación de los pensamientos de diseño con la computabilidad es tan baja que, aparentemente, no hay contribución alguna. 

De esta forma, la transición de procesos de diseño no digitales a digitales ocurre cuando las contribuciones de las tecnologías digitales y de la computabilidad se presentan en un nivel más que representacional. Así es en el nivel paramétrico, que exige la existencia de una gran comprensión de los procesos de entrada y salida de datos e informaciones para utilizar los parámetros y las posibles variaciones como un esquema de interdependencia entre varias partes del diseño (Kotnik, 2010). El diseño paramétrico se puede definir como un proceso de formación de estructuras paramétricas de geometría asociativa que genera la geometría de los objetos de diseño deseados (Oxman, 2017). Ya en el nivel algorítmico, el enfoque del pensamiento de diseño está centrado en el desarrollo lógico y computacional a través de operaciones algebraicas y analíticas para manipular datos de diferentes naturalezas, derivando en formas informadas que pueden ser operacionalizadas para producir propiedades arquitectónicas (Kotnik, 2010).

En ese sentido, es posible observar que el pensamiento arquitectónico sufre un gran cambio, pues el proceso cognitivo implícito se tornó explícito debido a las posibilidades de interacción entre el diseñador y el objeto arquitectónico (Oxman, 2006), posibilitando la manipulación de los datos que nutren los modelos y permitiendo decidir el nivel de influencia a través de scripts que operacionalizan los procesos. Esto es, se generan innumerables comprensiones sobre procesos digitales de diseño, las cuales pueden ser esquematizadas y manipuladas por el diseñador, gracias a la facilidad y rapidez con la que se pueden extraer, modificar y manejar los datos explícitos y racionales del esquema del proceso. 

Por tanto, el proceso de diseño digital, la mayoría de las veces, se caracteriza por aspectos dinámicos en los cuales varias actividades de computabilidad pueden ocurrir simultáneamente de modo complementar, con la posibilidad de extraer, intercambiar y usar las informaciones con más velocidad, pero también de forma más compleja, promoviendo cambios en las relaciones del arquitecto y las etapas del proceso de diseño. A modo de ejemplo, se describen algunas de las herramientas actuales más comunes en procesos de diseño, las cuales pueden operar en algunos de los tres niveles de computabilidad mencionados, o en todos al mismo tiempo. 

AutoCad opera estrictamente en el nivel representacional, aunque cuenta con la posibilidad de parametrizar algunas representaciones al igual que SketchUp. Sin embargo, este último tiene más opciones parametrizables, transitando con más facilidad entre el nivel representacional y el nivel paramétrico, pero no totalmente. Algunos programas paramétricos se limitan a la cualificación de informaciones de un modelo BIM - AllPlan, ArchiCad, Vectorworks, Microstation, ACCA, Autodesk Revit, entre otros -, pero que, con el apoyo de plugin externos, pueden transitar y operar paralelamente en los tres niveles de computabilidad, como Dynamo para Autodesk Revit. El programa Rhinoceros opera en el nivel representacional como modelador 3D a partir de NURBS (non-uniform rational B-spline) y de la mano del plugin Grasshopper opera simultáneamente en los niveles representacional, paramétrico y algorítmico.

5 Diseño ¿colaborativo?: la colaboración como un estado continúo

Algunos investigadores ven la colaboración como una subfase del proceso de diseño, argumentando que es en esta fase en la que se reúnen los conocimientos para conseguir un uso adecuado de recursos. Es decir que las acciones colaborativas ocurren solo cuando los miembros están reunidos discutiendo las posibles soluciones de diseño, o en etapas específicas en las cuales las disciplinas se van involucrando, dependiendo de las necesidades y conocimientos demandados para lograr avanzar con la solución. 

No obstante, formas de trabajo conjunto, como estas, se alejan del concepto de colaboración adoptado hasta aquí, el cual presupone que todos los miembros deben trabajar paralelamente desde el principio, reuniendo y construyendo conocimientos, mas no de forma segmentada reuniendo solo resultados. Por tanto, debido a la complejidad de las interdependencias sociales creadas al compartir más que solo datos, la colaboración no puede considerarse como una de las fases que componen el proceso de diseño, y sí, un estado continuo en el cual las fases del proceso se desarrollan basadas en el sentido de compartir.

6 Esencia no técnica y libre 

Paes y Anastassakis (2016) sugieren que lo más adecuado para el diseño, en un mundo cada vez más heterogéneo, es considerar nuevas formas cocreativas, apoyándose en las actuales herramientas de comunicación y de conectividad para colaborar. No obstante, en algunos casos, es omitido el fundamento social de las interacciones entre individuos con objetivos comunes, haciendo crecer la idea de necesidad tecnológica para alcanzar un estado de colaboración. 

En este orden, Achten y Beetz (2009) y Wiemann (2016) coinciden al argumentar que la mayoría de las investigaciones están centradas en el área de la tecnología, omitiendo los enfoques sociales y psicológicos del colaborar, pensando soluciones tecnológicas para un proceso cognitivo que es esencialmente inter-humano, lo que promueve una fe no dicha de que las soluciones tecnológicas posibilitan el desarrollo del diseño colaborativo. Aun cuando se sabe que el ochenta por ciento de la colaboración bien sucedida depende del sentido social-humano y que, solo el veinte por ciento restante está relacionado a los aspectos tecnológicos (Wilkinson, 2005). 

Colaborar requiere de más participación y comunicación que la forma tradicional de trabajo, la vertical. Siendo que, a medida que los proyectos son mayores y demandan más disciplinas involucradas en el proceso, más jerárquica se torna la organización dentro de un equipo, dificultando la comunicación y, por tanto, la colaboración. Al permitir la participación de más miembros en la toma de decisiones, es necesaria una adecuada forma de organización de tiempo, conocimientos y herramientas, lo cual puede tornar el proceso cada vez menos horizontal (Rahmawati, et al., 2014). Se debe procurar que las interacciones y tomas de decisiones se expresen de la manera más horizontal posible. Para esto, la presión social presente en los equipos colaborativos posibilita el auto-gerenciamiento del mismo. 

En este sentido, Brandon (2009) sugiere que tal administración se lleve a cabo de forma interna, apoyada en los compromisos sociales y en la confianza creada dentro del equipo, una vez que el sentido de compartir y de trabajar juntos se haya consolidado. El trabajo colaborativo implica esfuerzos conjuntos entre los interesados, y es gracias a esa participación, la de todos, a través de diálogos no planificados, interrumpidos e imprevistos, que es posible la cocreación de bases de conocimientos comunes (Dossick y Neff, 2011).

Con esto, al tener conocimientos, intereses y objetivos compartidos, las interacciones humas y técnicas se desarrollan en escala horizontal, permitiendo discusiones no planeadas en la cuales las interrupciones pueden contribuir para la generación de nuevas ideas y/o cuestionamientos.

Por lo tanto, la colaboración en procesos digitales de diseño debe ser pensada como un estado de relación psicosocial basada en el dialogo entre individuos, generando confianza y sensación de soporte reciproco, ya que, de esta manera, es posible reunir los conocimientos de las diferentes perspectivas. 

Diseñar colaborativamente propone más que intercambiar y compartir información. Propone ambientes en los cuales el contexto sea comprendido por todos los miembros del equipo, con el objetivo de garantizar la exploración y el desarrollo de conceptos e ideas de forma grupal. Es necesario que el conocimiento sea construido colectivamente a través de una comunicación continua entre disciplinas, como un proceso abierto en el cual las relaciones intersubjetivas se complementan y ocurren de forma horizontal, abriendo paso a la sinergia característica de equipos colaborativos.

7 Consideraciones finales

La colaboración en el campo de la AIC, más específicamente en los procesos digitales de diseño, es una forma de trabajo que se ve obstaculizada por varios aspectos derivados de la fragmentación de los conocimientos en el campo, y de los contextos corporativos que influyen en la producción de proyectos. En algunos casos, por la incomprensión del enfoque del concepto.

En esencia, la colaboración extrapola los límites técnicos y digitales para fundamentarse en aspectos sociales, como confianza, sentido de compartir, sentido común, respeto mutuo, escalas horizontales, entre otros, pues quienes colaboran son las personas, no las máquinas. Sin embargo, los distanciamientos producidos por la fragmentación del campo de la AIC dificultan el desarrollo de procesos colaborativos interdisciplinares, ya sean estos digitales o no.

Como expresado en los párrafos anteriores, aunque el proceso no digital de diseño se constituyó, durante varios años, como una secuencia no racional de etapas con datos no manipulables, logran desarrollarse procesos colaborativos. No obstante, la mayoría de las veces, son llevados a cabo a través de interacciones disciplinares, considerando que los procesos cognitivos de un diseñador solo podrían ser acompañados por otro profesional de la misma disciplina o del campo de la AIC. Cabe resaltar que esto no indica directamente la imposibilidad de colaboración interdisciplinar, pero sí, destaca una dificultad. En estos procesos, generalmente, solo una disciplina lo planea y lo ejecuta, como se muestra en la Figura 1.

Fig. 1: Proceso analógico de diseño. Fuente: Autor, 2018.

Ya en procesos digitales de diseño, gracias a la posibilidad de declarar, manipular y entender los datos explícitos del proceso, se facilita el desarrollo de instancias colaborativas interdisciplinares. Ya que, al no estar conformado por etapas definidas, este consigue retroalimentarse debido a que varias actividades de computabilidad pueden ocurrir simultáneamente y de modo complementar. También, participantes de otras disciplinas que deseen tomar parte del proceso, dependiendo de sus capacidades, pueden comprenderlo y, posiblemente, contribuir. En estos procesos, una o varias disciplinas lo planean y lo ejecutan, como se muestra en la Figura 2.

Fig. 2: Proceso digital de diseño. Fuente: Autor, 2018.

En esta línea, los procesos digitales de diseño, comparados con los procesos tradicionales, brindan la posibilidad de guardarlos, exportarlos y compartirlos con las actuales redes de conocimientos soportadas por la Internet, en las cuales la colaboración podría provenir de cualquier campo de estudio. Al igual que ocurre con las comunidades virtuales que comparten códigos fuente abiertos, como las culturas Linux, wikis, maker, hackers, entre otras (Elliot, 2016). 

Es en este sentido que las características y especificidades de la colaboración mutan, en cierta medida, y se demuestran sus dos instancias, 1) analógico y 2) digital. Pues en la instancia analógica, el hincapié se hace en el reconocimiento de las actitudes personales de quienes toman parte del proceso, tornando imperativa la calidad de las interacciones interpersonales. Mientras que, en la digital, tal reconocimiento de actitudes y aptitudes se omite, en primer lugar, porque quienes colaboran no se conocen y, en segundo lugar, porque todos aquellos que están conectados a la red podrían colaborar, lo cual resta protagonismo a las interacciones interpersonales.

En ese sentido, es posible inferir que, cuando se habla de procesos colaborativos de diseño, se trata de procesos en los cuales los participantes expresan su deseo de colaborar, y cuentan con los conocimientos, habilidades y experiencias necesarias para acompañarlos y para contribuir, de alguna forma, en su andamiento, independientemente de la instancia en la que se desarrolle.

Cabe resaltar que, a pesar de que la colaboración en procesos digitales de diseño también se pueda desarrollar en instancias digitales, no son las máquinas y tecnologías digitales las que colaboran y sí las personas. Ya que son estas, las personas, quienes toman la iniciativa de participar haciendo uso de las tecnologías y herramientas digitales, para así, colaborar.

Con todo, es posible colaborar si se comprenden las principales características del conceptoy la importancia de reunir entendimientos holísticos para lograr proponer reflexiones en el horizonte de la construcción colectiva de conocimientos en diferentes áreas. Así, independientemente del entorno, tecnologías y tipo de proyecto, la propia esencia de la colaboración proporcionará las respuestas más adecuadas en cada caso, y si es realmente necesario sumergirse en acciones colaborativas. Vale recordar que no siempre es preciso colaborar.

Referencias

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Digital design processes from a perspective of collaboration

Mario Vallejo, Denise Mônaco dos Santos

Mario Andres Bonilla Vallejo is an Architectural and Engineering Designer, and Master in Architecture. He is a researcher at the Digital Modeling Laboratory (Nó.Lab), Federal University of Viçosa, Brazil, and a researcher at Nomads.usp since March 2019. He studies digital processes of design, collaboration in BIM, and methods and means of representation.

Denise Monaco dos Santos is an Architect and Doctor in Architecture and Urbanism. She is a professor at the Department of Architecture and Urbanism at the Federal University of Viçosa, Brazil, coordinates the Digital Modeling Laboratory (Nó.Lab), and is a Nomads.usp collaborator. She studies interfaces between architecture, the city and digital media, and digital design processes.


How to quote this text: Vallejo, M. A. B. and Santos, D. M., 2019. Digital design processes from a perspective of collaboration. V!rus, Sao Carlos, 18. [e-journal] [online] Available at: <http://www.nomads.usp.br/virus/virus18/?sec=4&item=10&lang=en>. [Accessed: 25 April 2024].

ARTICLE SUBMITTED ON AUGUST 28, 2018


Abstract:

In the field of Architecture, Engineering and Construction (AEC), during the design cycle, several specialties associated with different areas of knowledge are involved. Integrating them remains a challenge. Thus, the aim of this article is to discuss the peculiarities of collaboration when adopted in digital design processes. Using a theoretical-conceptual approach, a literature review was carried out to evidence possibilities and limitations of the implementation of collaborative work forms in the AEC field and, more specifically, in digital design processes. Based on the subject matter discussed on the issue 16 of V!RUS magazine, "parti.cipar + co.laborar", the article reflects about the horizon of collaborative instances in digital design processes, interdisciplinary collaborative work and digital media, which often focus on informational-digital aspects to promote processes that are essentially social-human.

Keywords: Collaboration, Compatibility, Interdisciplinarity, Digital design process. Interactions


1 Introduction

Digital technology allows cognitive processes to be more explicit, enabling the used data in a digital process to be duly declared, making them able to be manipulated and understood by the different actors wishing to participate. This influences interpersonal interactions and forms of working together that are developed over the course of creative processes.

For the purposes of this study, collaboration is understood based on a broad spectrum, in which non-technical aspects are considered for its development. This is essentially social and one cannot expect collaborative instances with digital tools alone (Kvan, 2000). Thus, in order to collaborate, it is necessary to improve interactional and intersubjective aspects over time as, etymologically speaking, the word means sharing the efforts and misfortunes implicit in joint activity, emphasizing sharing as the process, rather than the result (Salvá, 1843). Its organizational arrangements can be described as horizontal configurations, without authority and control levels, which enables self-management (Corrêa, 2010). This is done through collaborative leadership, which is formed by a comprehensive, open-minded figure with the ability of understanding, globally, the common goal toward which it was decided to collaborate (Alves; Barbosa, 2010).

Although collaboration has been explored for several years, its most recent use stems, in part, from the technological revolution and informationalism that have propelled the creation of a interconnected and geographically distributed knowledge networks (Castells, 2000). Therefore, collaboration could also be shown at two levels, 1) traditional and 2) digital, each with its peculiarities and similarities. In this way, it is possible that certain characteristics and specificities of traditional collaboration have changed due to the exponential advances in digital technologies.

Therefore, centered on a theoretical-conceptual approach, this article proposes to reflect on collaboration in digital design processes, after understanding the characteristics both of the concept and of the field of Architecture, Engineering and Construction (AEC). For such, and in the context of contemporary processes of collective construction of knowledge in different areas, it carries out a broad literature review in which social and informational aspects regarding collaboration in digital project processes were considered, which, therefore, relates the discussions and reflections below to the subject matter of the issue 16 of V!RUS magazine, "parti.cipar + co.laborar". This study is part of a masters research developed based on the concept of collaboration, focusing its analysis and reflections on the design process of an interinstitutional team, with remote and face-to-face activities.

2 Interconnections and disconnections 

One of the main characteristics of the AEC field is the knowledge fragmentation, evidenced by the great number of disciplines that are part of it. Herbert and Donchin (2013) argue that the complexity of the field derives from this fact and from the proportional increase in consultants and specialists involved. This is further affirmed when it understands that it is due to the implicit complications of the multidisciplinarity of this phenomenon that communication and information flows in design processes are constant challenges on the development of AEC designs.

In this way, when trying to bring together the diverse disciplines of this field, their interactions must be considered because their multidisciplinarity is already known. However, few times designs are developed in an interdisciplinary way, and the usual practices of design compatibilization do not indicate neither interdisciplinarity nor collaboration.

Multidisciplinarity is the mere coexistence of two or more disciplines, each maintaining its specific character without attempting to integrate them. On the other hand, interdisciplinarity integrates theories and methods from one discipline to be used in others (Gnaur, Svidt and Thygesen, 2012). Therefore, the multidisciplinarity resulting from the knowledge fragmentation does not indicate interlocking interactions between disciplines nor common objectives by itself. It merely indicates the existence of several disciplines. Thus, we understand the importance of closer and more interdisciplinary relationships between the various AEC disciplines.

This could lessen the mistrust created by the distance between them, through the union and intelligent use of the knowledge available in the design teams. On the one hand, specialization enables the reduction of individual workload in a design team, and on the other, it requires immense efforts of coordination between participants, considering that solutions found collaboratively are the result of an organizational configuration based on synergistic interactions between members with complementary knowledge (Forgues, et al., 2016; Carraher, Smith and Delisle, 2017).

According to Pikas, et al. (2016), collaboration in design processes can be approached based on two perspectives: 1) based on constructivist approaches and communication theory, which considers the act of design as a social phenomenon in which common understanding is created through social and cultural interactions; and 2) based on informational thinking, derived from information and mathematics theory, in which the main focus is the data flow between two or more members, groups or teams.

Thus, this study approaches collaboration in AEC field from both perspectives: 1) as a social phenomenon, in which non-technical aspects are used to understand this concept and how it is adopted in digital design processes, and 2) understanding its relation with the informational aspects and the phenomena widely known as globalization, technological revolution and the connectivity in current society, that bring forth instruments and tools on the perspective of what is called ICT (Information and Communication Technologies) and influence the conceptual processes of the AEC field.

3 Beyond information exchange 

Usually, an architectural design is developed by bringing together knowledge to solve certain problems, involving several disciplines in the process, as well as the various specializations within the field of architecture itself. However, most of the time, the contributions of these disciplines occur separately, in an interdependent process that evolves step by step. A process in which one moves between disciplines without the concomitance of others that could be involved in this process. Interactions in these processes occur on demand, so that the flow of ideas and communication is segmented, making it difficult to create common understanding amongst all those involved.

The above indicates that the emergence of ideas and the informational flow occur segmentedly, subjected to the demand of the previous discipline. It goes on this way until the end of the design, through certain phases in which communication exists as a tool to report errors or conflicts between and also within the various disciplines rather than being used as a means to avoid them.

For collaboration in digital design processes to flow and occur successfully, members must be able to receive and capture the knowledge of others while putting their collaborative experience into practice. This suggests that, it is not only about interactions, but also about communication and sense of sharing. Therefore, social interactions between collaborating individuals should be considered part of collective development in co-creation processes. It is supported by two fundamental levels: 1) exchange of specific knowledge, and 2) exchange of experiences about the collaborative process itself.

Riese (2011) states that the collaborative design process is configured according to the required and existing knowledge, forming collective intelligence distributed among the team members. This integrates, unifies and focuses efforts on problem solving by recognizing the specific abilities of other members. The author states, furthermore, that collaborating is difficult, although in theory it does not seem to be. Collaboration requires skills that provide common knowledge bases and common tools for the team.

Carl and Stepper (2016) emphasize that the design process is already complex in itself and, when collaborating, complex interdisciplinary and intersubjective aspects will be added. Teamwork recognizes the individual value of each member by encouraging open dialogue to avoid separation between them, which could lead to failure for the team in general. Thus, more than knowledge, it requires trust, respect, understanding and personalities that can work together, understanding the need of outer knowledge from each discipline.

4 Design process

Broadly speaking, the design process is every and each one of the procedures, techniques, tools and instruments that help to achieve a certain outcome. In turn, they are also the distinct classes of activities that the designer uses and combines in a general design process. In this context, design processes and thinking have changed significantly in recent years, going through different forms and cognitive structures, perspectives and methods.

Jones (1992) argues that in the mid-20th century, designers did not explicitly know the reasons why their designs achieved a final result: they only knew the way to do it, based on their memories, creativity and experience in the design act. The design process itself was visible only to the designer, who at times did not know how he discovered such solution. In this way, Jones considers it necessary to make the designer's thinking public and to formalize the design process with the intention of making it more manageable and so others can perhaps accompany and contribute to it. The author also distinguishes two points of view which he calls 1) black box, for the creative point of view, in which the mysterious creative leap occurs, and 2) transparent box, for the rational point of view, in which a fully explicable rational process can be visualized and understood.

Based on the difference between theory and design method, Michael Brawne (2003) discusses the processes and lines that can be approached in design. The author supports the thought that the final design is the result of the personal knowledge of the designer, who goes through sequential phases until he is satisfied with one of the possible results.

It can be seen, therefore, that in spite of the diverse perspectives, theories and methods, the key aspects to carry out a traditional design process are usually the knowledge, memories and experiences of the designer, and that such a traditional process can be through a black box or a transparent box.

With regard to the changes that have occurred in cognitive forms and design thinking, Rivka Oxman (2017) differentiates and characterizes them, starting with design thinking models from the 1980s, stating that these were more introspective and personal, based on drawings and defined steps. Years later, according to the author, cognition in designs began to adopt thoughts of reflection and action based on the observation of the design process documentation, systematizing it through representation. Then, with the gradual diminution of processes based on paper drawings, design found support in digital technologies, which, in principle, were generally used as new media and representational forms.

Such technologies did not take long to become generative tools of form, which led to a change in design methods and process. The impact of the support and use of digital technologies generated new perspectives linked to cognitive structures, theoretical thoughts of the digital in architecture and, moreover, contributed to the integration of several computational and other fields, such as mathematical, informational science, biological science, among others, processes into the design process. In this way, changes in design thinking appeared, with the arise of parametric and algorithmic thinking, of which requires abstract, mathematical and algorithmic thinking and knowledge from its designers - rather than basic knowledge - enabling them to generate alternative and functional forms based on theorems and script language (Oxman and Gu, 2015).

In this order, the phases of the design process are dynamic, open and influenced by social and technological characteristics of the time in which it is developed. As mentioned above, architectural design has advanced from creative processes that are difficult to explain rationally, though paper drawings, sequentially configured phases, at the same time of the increase on the number of theories, methods and design processes that have contributed, and continue to contribute, to the integration of digital knowledge, disciplines and technologies. These changes, and some others, have allowed us to approach the concept of designs based on a more logical thinking with more stated and objective information, making it possible to manage design through parameters. This results in a process which the introspective and idealized role of the architect decreases, while that of digital technology increases.

Integrating digital technologies to the design process allows the designer to schematize the process, approaching architectural cognition from new modes, theories and concepts, aiming at a conscious approach to the potential of design tools based on computable functions. Digital design is not about the formalization of the design processes or automation of decision-making, but rather the interaction of formal processes with architectural thinking; it is not about informatization, but about computation (Kotnik, 2010).

In spite of agreeing, to a certain extent, with the taxonomy proposed by Oxman (2006) for digital design process models such as: CAD models, digital training design model, generative design model, performance design model and composed design model (made up of several models), Kotnik (2010) distinguishes three approaches to the use of digital technologies coinciding with Oxman’s five models: representational, parametric and algorithmic. He defines and differentiates methods based on levels of computability, with the representational level not being considered a digital design method. Computational support is limited to the ease of architectural representation, maintaining the traditional paper-based design paradigm in which the relation of design thinking to computability is so low that there is no apparent contribution.

In this way, the transition from non-digital to digital design processes happens when the contributions of digital technologies and computability go beyond the representational level. The parametric level requires a broad understanding of the input and output processes of data and information to use the parameters and possible variations as a scheme of interdependence between various parts of the design (Kotnik, 2010). Parametric design can be defined as a process of forming parametric structures of associative geometry, which generates the geometry of objects (Oxman, 2017). At the algorithmic level, the focus of design thinking is centered on logical and computational development through algebraic and analytical operations to manipulate data of different natures, deriving into informed forms that can be operationalized to produce architectural properties (Kotnik, 2010).

In this sense, it can be seen that architectural thinking has undergone a great change, as the implicit cognitive process has become explicit due to the possibilities of interaction between the designer and the architectural object (Oxman, 2006). It was possible to manipulate the data that feed the model, enabling decision regarding the level of influence of the script that operationalizes the processes. That is, countless understandings about digital design processes are generated, which can be schematized and manipulated by the designer, thanks to the ease and speed in which the explicit and rational data of the process schema can be extracted, modified and handled.

Therefore, the digital design process is, for the most part, characterized by dynamic aspects in which various computability activities can occur simultaneously and complementarily, with the possibility of extracting, exchanging and using information more quickly, but also in a more complex way, promoting changes in the relationship between the architect and the stages of the design process. For example, some of the most common current tools in design processes are described, which can operate on some or on all three levels of computability at the same time.

AutoCad operates strictly at the representational level, although some of its representations can be parameterized, such as SketchUp. However, the latter has more parameterizable options, moving more easily between the representational level and the parametric level, although not totally. Some parametric programs are limited to the information qualification of a BIM model - AllPlan, ArchiCad, Vectorworks, Microstation, ACCA, Autodesk Revit, among others -, but with the support of external plugins, they can transit and operate in parallel on the three levels of Computability, such as Dynamo for Autodesk Revit. The Rhinoceros software operates at the representational level as a 3D modeler from NURBS (non-uniform rational B-spline), and with the Grasshopper plugin it operates simultaneously at the representational, parametric and algorithmic levels.

5 Collaborative design? Collaboration as a continuous state

Some researchers see collaboration as a subphase of the design process, arguing that it is in this subphase that knowledge is gathered to achieve proper use of resources. That is to say, collaborative actions occur only when the members are brought together discussing possible project solutions, or in the specific stages in which the disciplines are involved, depending on the needs and the knowledge required to be able to move forward with the solution.

However, forms of joint work, such as these, move away from the concept of collaboration adopted so far, which presupposes that all members must work together from its beginning, gathering and building knowledge, but not in a segmented way only bringing together results. Therefore, because of the complexity of the social interdependencies created by sharing more than data, collaboration cannot be considered as one of the phases that composes design process, but a continuous state in which the phases of the process are developed based on the sense of sharing.

6 Non-technical and free essence 

Paes and Anastassakis (2016) suggest that the most appropriate way to design, in an increasingly heterogeneous world, is to consider new co-creative forms, supported by current communication and connectivity tools in order to collaborate. However, in some cases, the social foundation of interactions between individuals with common goals is omitted, raising the idea of the need for technology to achieve a state of collaboration.

In this sense, Achten and Beetz (2009) and Wiemann (2016) coincide in arguing that most research is centered on the technological field, omitting the social and psychological approaches of collaborating, thinking technological solutions to a cognitive process that is essentially inter-human. This promotes an unspoken faith in which technological solutions enable the development of the collaborative design. Even knowing that eighty percent of successful collaboration depends on the social-human sense and only twenty percent is related to technological aspects (Wilkinson, 2005).

Collaborating requires more participation and communication than the traditional, vertical form of work. Thus, the larger the design, requiring more disciplines involved in the process, the more hierarchical the organization becomes within a team, making communication, and therefore collaboration, more difficult. By allowing more members to participate in decision-making, an appropriate way of organizing time, knowledge and tools is needed to make the process less and less horizontal (Rahmawati, et al., 2014). It should be ensured that interactions and decision-making are expressed as horizontally as possible. To do this, the social pressure present in the collaborative teams makes self-management possible.

In this context, Brandon (2009) suggests that such management should be carried out internally, supported by social commitments and trust created within the team, once the sense of sharing and joint work is consolidated. Collaborative work involves joint efforts between stakeholders, and it is thanks to this participation, of everyone, through unplanned, interrupted and unforeseen dialogues, that co-creation of common knowledge bases is possible (Dossick and Neff, 2011).

Thus, by having shared knowledge, interests and goals, human and technical interactions are developed on a horizontal scale, allowing unplanned discussions in which interruptions can contribute to the generation of new ideas and/or questions.

Therefore, collaboration in digital project processes should be thought of as a state of psychosocial relationship based on dialogue between individuals, generating trust and a sense of reciprocal support, since in this way it is possible to gather knowledge from different perspectives.

Collaborative design proposes more than the exchange and sharing of information. It proposes environments in which the context is understood by all members of the team, in order to ensure exploitation and development of concepts and ideas together. Knowledge must be built collectively through continuous communication between disciplines, as an open process in which intersubjective relationships complement each other and take place on a horizontal scale, promoting the synergy characteristic of collaborative teams.

7 Conclusions 

Collaboration in the AEC field, particularly in digital design processes, is a form of work hampered by various aspects of the knowledge fragmentation in the field and the corporate contexts that influence design production. In some cases, by the lack of understanding the focus of the concept.

In essence, collaboration goes beyond technical and digital limits to be based on social aspects such as trust, sense of sharing, common sense, mutual respect, horizontal scales, among others. The distance produced by the fragmentation of the AEC field makes it difficult to develop interdisciplinary collaborative processes, digital or otherwise.

As expressed above, although the non-digital design process is a non-rational sequence of phases, with non-manipulable data, it is also possible to develop collaborative designs. However, most of the time, they are carried out through disciplinary interactions, considering that the cognitive processes of a designer can only be followed by another professional from the same AEC discipline or field. It should be noted that this does not directly indicate the impossibility of interdisciplinary collaboration, but rather highlights a difficulty. In these processes, usually only one discipline plans and executes it, as shown in Figure 1.

Fig. 1: Traditional design process. Source: The Author.

In digital design processes, thanks to the possibility of declaring, manipulating and understanding the explicit data of the process, interdisciplinary collaborative instances are facilitated. Since it is not made up of defined phases, feedback is possible because several computability activities can happen simultaneously and complementarily. Furthermore, participants from other disciplines who wish to take part in the process, depending on their abilities, can understand it and possibly contribute. In such processes, one or several disciplines design and execute them, as shown in Figure 2.

Fig. 2: Digital design process. Source: The Author.

Thus, digital design processes, compared to traditional processes, offer the possibility of being saved, exported and shared through the current networks of knowledge supported by the Internet, in which collaboration could come from any study field. The same happens with virtual communities which share open source code, such as Linux, Wikis, Maker, Hackers, among others (Elliot, 2016).

It is in this sense that the characteristics and peculiarities of collaboration change to a certain extent and are demonstrated by its two levels, 1) traditional and 2) digital. At the traditional level, the emphasis is on recognizing the personal attitudes of those taking part in the process, making the quality of interpersonal interactions imperative. At digital level, meanwhile, such acknowledgment of attitudes and skills is omitted, first of all, because those whose collaborate don’t know the others involved. Second, because all those connected to the network can collaborate, leaving a larger role for interpersonal interactions.

Thus, it can be inferred that when it comes to collaborative design processes, these are processes in which participants express their desire to collaborate, and have the knowledge, skills and experience necessary to do so, and to contribute, in some way, to its progress, independent of the level at which it develops.

It should be noted that, although collaboration in digital design processes can also occur at digital levels, it is not developed by machines and digital technologies, but people. It is people who take the initiative to participate using technologies and tools in order to do so.

However, it is possible to collaborate if the main characteristics of the concept and the importance of bringing together holistic understandings to be able to propose reflections on the horizon of the collective knowledge construction in different areas are understood. Thus, regardless of environment, technology and type of design, the very essence of collaboration will provide the most appropriate answers in each case, and also whether it is really necessary to be submerged in collaborative actions. It is worth remembering that it is not always necessary to collaborate.

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