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SIN EL PERMISO EXPRESO POR ESCRITO DE Proyectos Ingeniería
y Consultoría
Incorporating
Maintenance and
Operation Criteria in
Design through BIM
Technology
*Written by Luis Carozo and Joaquin Arocena.
July 2015
BIM (Building Information Modelling) is one of
the hottest trends in engineering design. In this
paper, we describe the benefits of incorporating
Maintenance and Operation (M&O) design
criteria through BIM technology in engineering
design.
The paper is structured as follows:
Part 1- M&O Criteria in Engineering Design,
describes why it is important to incorporate M&O
criteria during the design stage.
Part 2- The Challenge, details why it is difficult to
incorporate M&O criteria during the design stage.
Part 3- The Solution, states how BIM enables
incorporation of M&O criteria into engineering
design.
Part 4- Conclusions, reviews the benefits that can
be expected by using BIM technology.
*Escrito por Luis Carozo y Joaquin Arocena.
Julio 2015
La tecnología BIM (Building Information Mo-
deling) es una de las tendencias de moda en el
mundo del diseño de ingeniería. En este docu-
mento, se describe por qué y cómo incorporar
criterios de diseño de Mantenimiento y Opera-
ciones (M&O) en un proyecto de ingeniería a tra-
vés de la tecnología BIM.
El documento está estructurado de la siguiente
forma:
Parte 1– Criterios de M&O en el Diseño de Inge-
niería, describe por qué es importante incorpo-
rar criterios de diseño de M&O durante la etapa
de diseño.
Parte 2– El Desafío, detalla por qué es difícil in-
corporar criterios de M&O durante la etapa de
diseño.
Parte 3– La Solución, explica cómo BIM permite
incorporar criterios de M&O en el diseño.
Parte 4– La Conclusión, repasa los beneficios que
se pueden esperar usando tecnología BIM.
Incorporación
de Criterios de
Mantenimiento y
Operaciones en el
Diseño a través de
Tecnología BIM

y Consultoría
1. M&O Criteria in Engineering
Design
Maintenance is the activity of maintaining or
improving the health of an asset. It is ever-present
in industry life through emergency repairs,
predictive analyses, planned maintenance
windows and many other forms. Increased
competitive pressure drives plants to increase
the productivity of their existing maintenance
teams, requiring them to do more with less.
To make things more difficult, it is quite usual
to hear maintenance departments state that
“maintenance for this wasn´t planned during
design” for various types of interventions.
Operations is the activity that converts inputs (in
the forms of raw materials, labor, and energy)
into outputs (in the form of goods and/or
services). It must do so in an efficient way that
uses as few resources as possible but at the same
time is effective in terms of meeting customer
requirements. One of the main challenges in
optimizing operational activities in an industrial
setting is that improvement opportunities are
identified after the construction of the plant
has been completed and operation is underway.
Changes required at this stage are much more
expensive to incorporate than in the design stage.
1. Criterios de M&O en el Diseño
de Ingeniería
El Mantenimiento es la actividad de mantener o
mejorar el estado de un activo. Es una actividad
constante en la industria, sea a través de inter-
venciones de emergencia, análisis predictivos,
períodos de mantenimiento planificado o muchas
otras formas. Las presiones competitivas obligan a
mejorar la productividad de los equipos de man-
tenimiento, obligándoles a lograr más resultados
con menos recursos. Para peor, dentro de los de-
partamentos de mantenimiento es usual escuchar
frases como “no se pensó en el mantenimiento de
este equipo durante el diseño de la planta”.
Las Operaciones son las actividades que con-
vierten entradas (en la forma de materia prima,
mano de obra y energía) en salidas (en la forma
de bienes y/o servicios). Esto se debe lograr de
una manera eficiente, usando los mínimos recur-
sos posibles, pero al mismo tiempo cumplir con
los requerimientos de los clientes. Una de las
dificultades de la optimización de operaciones
en un ambiente industrial es que muchas de las
oportunidades de mejora se identifican una vez
que la planta ha sido construida y ya está opera-
tiva. Incorporar cambios en la planta a posteriori
de la construcción es mucho más caro que hacer-
lo en la etapa de diseño.

y Consultoría
Analysis and discussion with Maintenance and
Operations teams during the design of the plant
anticipatesproblemsandidentifiesimprovements
that can be easily incorporated during the design
stage. Not incorporating M&O criteria in the
design stage of an engineering project leads to
serious disadvantages:
• Maintenance interventions are more expensive,
requiring more personal and auxiliary
equipment.
• Process quality may be affected due to lack of
operational flexibility.
• Unnecessary safety risks may be required for
some operation or maintenance tasks.
• Preventive maintenance may not be possible,
increasing the chance of having to make
expensive corrective maintenance.
• Increased overall operation and maintenance
costs that are maintained throughout the
entire operational life of the plant.
2. The Challenge
It is not easy to incorporate M&O criteria during
the design stage. According to our experience, the
traditional design process emphasizes designing
for process performance, (i.e. getting things
to work) within the project budget. This tends
to be the main priority of the design process.
This priority may obstruct the incorporation of
relevant M&O modifications that improve overall
plant performance in the long run.
The first and overriding goal of the traditional
design process is to achieve the desired
performance levels stated in the contract. The
P&ID’s (Process & Instrumentation Diagram) are
designed for the plant in a way that achieves
El análisis y la discusión del diseño con las perso-
nas involucradas de M&O anticipa problemas e
identifica mejoras que son fáciles de incorporar en
la etapa de diseño. No incorporar los criterios de
M&O durante la etapa de diseño en un proyecto
puede causar algunos de los siguientes problemas:
• Las intervenciones de mantenimiento son más
caras, requieren más personas y más equipos
auxiliares.
• La calidad del proceso de valor agregado puede
verse afectado por falta de flexibilidad opera-
cional.
• Se crean riesgos de seguridad innecesarios para
tareas operativas o de mantenimiento.
• El mantenimiento preventivo puede imposi-
bilitarse, aumentando la probabilidad de que
se tenga que hacer mantenimiento correctivo
más caro.
• Mayores costos operativos y de mantenimiento
durante toda la vida operativa de la planta.
2. El Desafío
No es sencillo incorporar criterios de M&O du-
rante la etapa de diseño. De acuerdo a nuestra
experiencia, el proceso de diseño de ingeniería
tradicional enfatiza el diseño para que el sistema
funcione correctamente, dentro del presupuesto
del proyecto. Esto tiende a ser la principal prio-
ridad del proceso de diseño y puede obstruir la
incorporación de criterios de M&O que pueden
mejorar el rendimiento global de la planta a largo
plazo.
El primer y principal objetivo del proceso de di-
seño tradicional es lograr el nivel de rendimiento
especificado en el contrato. Los P&ID’s (Process
& Instrumentation Diagram) se diseñan para que

y Consultoría
the contractual obligations. Attention is given to
parameters such as equipment selection, piping
material, inlet pressures, proper instrumentation
equipment, and vessel capacity.
The second goal tends be cost minimization.
This holds valid whether it be employer based
design or contractor led design. This takes the
form of reducing pipe sections, pipe line routing
optimization, space optimization, replacing
expensive material and other cost reducing
measures.
The third goal is to incorporate M&O criteria into
the design, and adapting the changes so that they
do not affect the first two goals. It is an iterative
process shown in Figure 1.
Figure 1 – Traditional Design Process
la planta pueda cumplir con las obligaciones con-
tractuales. Se presta atención a parámetros como
la selección de equipos, material de piping, valo-
res del proceso como presiones y temperaturas
de fluidos, equipos de instrumentación y dimen-
siones de tanques.
El segundo objetivo tiende a ser la minimización
del costo. Esto es así sea el diseño hecho por el
dueño de la obra o el contratista a cargo. En la
práctica esto se traduce a reducción de diámetros
y optimizaciones de trazados de cañerías, opti-
mización de layout, cambio de material caro por
materiales equivalentes más económicos y otras
medidas de ahorro.
El tercer objetivo es la incorporación de criterios
de M&O al diseño de una manera que se minimi-
cen los impactos sobre los dos objetivos anterio-
res. Es un proceso iterativo similar al mostrado en
la Figura 1.
Figura 1 – Proceso de Diseño Tradicional

y Consultoría
The problem with incorporating M&O criteria
through an iterative process is that the scope
of changes proposed at this later stage become
either very limited or very disruptive. Changes
proposed are hard to evaluate since the effects
aren’t known until the redesign is taken place
in each part of the engineering design (e.g. an
additionallubricationaccessplatformmayrequire
rerouting of the electrical cables and additional
supports in the civil works). Each change creates a
ripple effect that requires extensive coordination
between the design engineers. This places a
practical limit on the amount of changes that are
incorporated during the analysis of M&O criteria.
A framework that can incorporate M&O criteria
in a non-disruptive manner is required. This
framework is the BIM design process.
3.The Solution
Engineering design started in 2D. Later 3D design
tools appeared. Now BIM tools add intelligence
to the 3D design tools.
BIM supports design through the use of digital
objects with information properties and a
centralized model. Instead of having separate
information files for each dimension of the design
(e.g. piping, civil work, electrical installation CAD
files), BIM centralizes the design dimensions in
one interactive and dynamic model.
Equipment information related with M&O design
criteria can be loaded onto BIM models. For
example through the use of reserved space for
equipment disassembly, component change or
clear lifting clearances. In addition, lubrication
points, frequent access material points can be
El problema con la incorporación de criterios de
M&O a través del proceso tradicional iterativo es
que el alcance de los cambios propuestos en la
tercera etapa o bien son muy limitados o bien muy
disruptivos. Los cambios propuestos son difíciles de
evaluarporquesusimpactosnosonconocidoshasta
que el rediseño ha ocurrido en cada dimensión del
diseño (ej. Una plataforma de acceso adicional
para la lubricación de un equipo puede requerir
un cambio en el trazado de las bandejas eléctricas
y la incorporación de nuevos elementos de obra
civil). Cada cambio crea un efecto disruptivo que se
propaga a través de las dimensiones del diseño y
requiere altos niveles de coordinación. Esto crea un
límite práctico en los cambios que son incorporados
durante el análisis de criterios de M&O.
Para superar este problema, se requiere una es-
tructura sobre la cual se pueda desarrollar un
proceso de diseño que soporte la incorporación
de criterios de M&O de una manera práctica y no
disruptiva. Esta estructura es el BIM.
3.La Solución
El diseño de la ingeniería comenzó en 2D. Luego,
aparecieron herramientas 3D. Ahora, la tecnología
BIM le agrega inteligencia a las herramientas 3D.
El BIM permite el diseño a través de objetos di-
gitales con propiedades, todo dentro de un úni-
co modelo centralizado. En vez de tener archivos
separados para cada dimensión del diseño (ej.
archivos CAD separados para el piping, obra civil,
instalación eléctrica y otros), el BIM centraliza es-
tas áreas en un único modelo dinámico.
La información relevante de M&O puede ser in-
corporada en el diseño de cada equipo. Ejemplos

y Consultoría
incorporated to each equipment. Visual examples
are shown in Figure 3 In order to improve the
design even more some operations can be
simulated in the virtual reality.
Modern designing tools allows not only to
visualize these requirements but also to analyze
interferences through the software. This
capability becomes very helpful in big projects
where the chances of human errors rises.
Figure 2 – Examples of reserved maintenance space
in green, and lubrication access point in yellow
The cost for maintenance rises exponentially when
scaffolding, removal of interfering equipment or
lifting equipment is required. Incorporation of
M&O design criteria eliminates such costs, shortens
duration of interventions and increases safety
during the entire operation lifecycle of the plant.
de esto son espacios reservados para el desar-
me, cambio de componentes o distancias míni-
mas de elevación para fines de mantenimiento.
Adicionalmente, puntos de lubricación y puntos
de acceso frecuente pueden ser incorporados en
cada equipo. La Figura 2 muestra algunos ejem-
plos visuales.
Estos requerimientos se pueden visualizar dentro
del contexto de la planta que los rodea para redu-
cir posibles interacciones no previstas. Esta funcio-
nalidad es muy útil en proyectos complejos donde
la posibilidad de errores humanos se incrementa.
Figura 2 – Ejemplos de espacio reservado para mantenimiento
en verde y punto de lubricación en amarillo.
El costo del mantenimiento crece exponencial-
mente cuando se requieren plataformas de acce-
so, remoción de equipos que interfieren o equi-
pos de izaje. Un buen diseño que cuente con la
incorporación de criterios de M&O minimiza estos
casos, reduciendo estos costos, acortando la dura-

y Consultoría
Throughthedataloadedontheintegratedmodel,
designers that may not be familiar with M&O
can anticipate observations that would have
otherwise appeared later in the design process. In
this way, BIM supports the notion of Zero Defects,
i.e. the elimination of defects through prevention
instead of correction. Through its depth and easy
to analyze graphics, it enables planning teams to
prevent mistakes by developing a systemic and
thorough approach to design things right, the
first time.
As shown in Figure 3, BIM supports decision
making capacity of the design and M&O teams
at earlier stages of the design process, providing
early warning detection of problematic areas and
avoids costly rework.
Figure 3 – The BIM Design Process
ción de las intervenciones y aumenta la seguridad
de los operarios durante todo el ciclo de vida de la
planta.
A través de la información cargada en el modelo in-
tegrado, los proyectistas que no son familiares con
M&O pueden anticipar observaciones que hubie-
ran aparecido más tarde en el proceso de diseño.
De esta manera, BIM soporta la teoría de Defecto
Cero, o sea, la eliminación de defectos por pre-
vención en lugar de por corrección. A través de su
profundidad y gráficos fáciles de interpretar, esta
herramienta permite que los equipos de diseño
prevengan defectos con un análisis holístico, don-
de se diseña una única vez y con errores mínimos.
Figura 3 – Proceso de Diseño BIM
Como se ve en la Figura 3, BIM incorpora los cri-
terios de M&O en simultáneo con las primeras
dos prioridades del diseño. De esta forma se pue-
den identificar las áreas que requieren un análi-
sis profundo, en una etapa temprana del diseño
para evitar costosos rediseños.

y Consultoría
4.Conclusions
Our on-site experience indicates that in many
plants, M&O criteria has not been incorporated
during the design stage, increasing ownership
cost during the lifecycle of the plant. Therefore, it
is important to incorporate M&O criteria, but it is
difficult to do so without BIM technology.
BIM incorporates M&O design criteria into a 3D
Model in a straightforward manner. It sets the
foundation on which multi-disciplinary planning
teams can perform comprehensive design
that gets it right the first time and minimizes
ownership costs. A list of the benefits for different
stakeholders is listed in Figure 4.
Figure 4 – Benefits for different stakeholders
4.Conclusiones
Nuestra experiencia en sitio nos indica que en
muchas plantas, los criterios de diseño de M&O
no han sido incorporadas durante la etapa de
diseño. Esto incrementa el costo operativo global
de la planta para sus dueños. Por lo tanto, es
importante incorporar criterios de diseño de
M&O, pero es difícil hacerlo sin tecnología BIM.
BIM incorpora criterio de M&O al modelo 3D de
una forma sencilla. Crea la fundación para que un
equipo de planificación multidisciplinario puede
diseñar un proyecto aprobado por todos los in-
volucrados antes de ser construido. El diseño se
hace una única vez y bien. Un listado de algunos
de los beneficios para las diferentes partes invo-
lucradas se muestra en la Figura 4.
Referring to a lubrication platform designed
by Proyectos around existing plant equipment,
Franco Tourn, Lubrication Planner for Andritz
Uruguay S.A. at Montes del Plata Pulp Mill states
the following, “Counting with a 3D model during
the design stage allowed us to detect and prevent
Figure 4 – Beneficios para diferentes Partes Involucradas
Al referirse a un modelo 3D de una plataforma
de lubricación diseñada por Proyectos a integrar-
se a equipos existentes, Franco Tourn, Planifica-
dor de Lubricación para Andritz Uruguay S.A. en
el complejo industrial de Montes del Plata dice lo
siguiente, “Contar con un modelo 3D durante la

y Consultoría
interference with actual equipment. Without it,
corrective measures would have been necessary
during the erection phase”.
According to Stanford University Center for
Integrated Facilities Engineering (CIFE), BIM has a
direct influence in the Return on Investment of an
engineering project. Studies based on 32 major
projects show that investing in BIM provides the
following benefits:
• Cost estimation accuracy within 3%.
• Up to 40% elimination of unbudgeted change.
• A savings of up to 10% of the contract value
through clash detections.
• Up to 80% reduction time taken to generate a
cost estimate.
• Up to 7% reduction in project time.
Get in touch with Proyectos to talk about how to
incorporate BIM in your next engineering project.
5. Author Information
Luis Carozo has extensive experience in both
maintenance and design projects in process
industries. He holds a B.Sc. in Mechanical
Engineering from Universidad de la República
Uruguay.
luis.carozo@proyectos.com.uy
Joaquin Arocena is an experienced engineering
projectmanager.HeholdsaB.ScinMechanicalEn-
gineering from Universidad de la República and a
M.Sc. in Engineering Management from TU Berlin.
joaquin.arocena@proyectos.com.uy
etapa de diseño nos permitió detectar y prevenir
interferencias con lo existente. Sin esto, hubieran
sido necesarias medidas correctivas durante la
construcción.”
De acuerdo al Stanford University Center for In-
tegrated Facilities Engineering (CIFE), BIM tiene
un efecto directo sobre la Tasa de Retorno de un
proyecto de ingeniería. Estudios basados en 32
proyectos grandes muestran que la inversión en
BIM tiene los siguientes beneficios:
• El error en estimar el costo del proyecto es me-
nor a 3%.
• Se eliminan el 40% de los adicionales de obra.
• Se ahorra un 10% del valor de la obra a través de
la eliminación de obstáculos.
• Se reduce un 80% el tiempo que lleva estimar el
costo del proyecto.
• Se logra un 7% de ahorro en el plazo del proyecto.
Póngase en contacto con Proyectos Ingeniería
para saber cómo incorporar BIM en su próximo
proyecto.
5.Acerca de los Autores
Luis Carozo tiene experiencia tanto en manteni-
miento como en proyectos de diseño en indus-
trias de procesos. Es Ingeniero Industrial Mecá-
nico recibido de la Facultad de Ingeniería de la
Universidad de la República Uruguay.
luis.carozo@proyectos.com.uy
Joaquín Arocena tiene experiencia en la gestión de
los proyectos de ingeniería. Es Ingeniero Industrial
Mecánico recibido de la Facultad de Ingeniería de
la Universidad de la República Uruguay con una
Maestría en Gestión de Ingeniería de la TU Berlin.
joaquin.arocena@proyectos.com.uy

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