BIM e Cantiere digitale 4.0

Il cantiere edile e infrastrutturale tra data analytics e internet of things

• Dalla Fabbrica 4.0 Cl cantiere 4.0: modelli di business per le imprese di costruzioni
• Il cantiere digitalizzato
• Il BIM Execution Plan e il cantiere digitale
• 4D Information Modeling & Construction Management
• Il Field BIM
• Il cantiere cognitivo
• La realtà virtuale e la realtà aumentata per la gestione del cantiere
• Information Management e Construction Management

Il Building Information Modeling (BIM) si sta diffondendo rapidamente nel settore della costruzione e dell’immobiliare, svolgendo, a cominciare dalla fase di progettazione, la funzione di far comprendere il valore del dato numerico, computazionale. Al contempo, esso mostra i propri limiti, indicando come, all’interno di applicazioni digitali che spaziano dalla Immersive Reality all’Internet of Things, il cantiere edile o infrastrutturale, inteso nelle sue molteplici declinazioni, stia progressivamente mutando la propria fisionomia.

Ciò richiede, peraltro, che si configurino apposite piattaforme digitali preposte alla pianificazione, alla organizzazione e alla gestione del cantiere, in grado di supportare i processi decisionali attraverso flussi informativi impostati sulle analitiche dei dati.

Il volume offre, da un lato, una base teorica e metodologica che concerne sia il cantiere stesso sia le singole organizzazioni ivi coinvolte (uffici di direzione dei lavori, imprese di costruzioni e di installazione, commissioni di collaudo, ecc.), mentre, da un altro canto, descrive le applicazioni operative in materia di 4D BIM, Field BIM, Internet of Things, Virtual Reality & Augmented Reality, allo scopo di far comprendere come ciò che conti per il Cantiere 4.0 o Cantiere Cognitivo, sia l’intelligenza che deriva dall’ecosistema digitale che ne orienta il governo.

La crescente disponibilità di nuove soluzioni tecnologiche puntuali finalizzate alla digitalizzazione del cantiere, nonché la embrionale realizzazione di ecosistemi digitali di supporto alla gestione del medesimo, mettono, comunque, in prospettiva, in risalto la necessità di affinare i modelli dei dati (numerici) e la struttura dei flussi (informativi).

Occorre, inoltre, in prospettiva, una volta consolidata la digitalizzazione del cantiere tramite processi decisionali semi-autonomi (o almeno di supporto alle decisioni), concepire la piattaforma digitale in stretta connessione tra la singola commessa (il singolo cantiere) e il sistema di controllo di gestione delle organizzazioni coinvolte (dalla committenza alla impresa contraente principale).

Il volume intende, quindi, aprire un percorso destinato, nel prosieguo, ad assumere caratteristiche sempre più ampie e innovative.

Autori

Angelo Luigi Camillo Ciribini, Professore Ordinario di Produzione Edilizia, già Presidente di ISTeA, è membro del consiglio direttivo di CTE, CCLM, eLUXLab, Mistral. Partecipa alla Faculty del PREM Lab presso SDA Bocconi. È attivo nei lavori di UNI, CEN, ISO, EU BIM Task Group e nel Projet National MINnD.

Davide Ghelfi, ingegnere edile libero professionista, collabora dal 2016 come assistente di laboratorio del corso di “Organizzazione del Cantiere” presso l’Università di Brescia. È impegnato nel coordinamento e sviluppo di progetti costruttivi mediante l’applicazione della metodologia BIM.

Giovanni Caratozzolo, ingegnere strutturista, cultore della materia “Organizzazione del Cantiere”, coniuga da anni l’attività professionale ed accademica trasferendo contenuti tra le due dimensioni. Svolge consulenza e supporto in ambito BIM sia in relazione alla modellazione che alla gestione e coordinamento dei processi.

Lavinia Chiara Tagliabue, architetto, ricercatrice presso il Dipartimento DICATAM dell’Università di Brescia. Ha approfondito i temi che riguardano sostenibilità, risparmio energetico ed energie rinnovabili nell’ambiente costruito. Si occupa di simulazione energetica e interoperabilità BIM per la modellazione energetica ed edifici cognitivi.

Silvia Mastrolembo Ventura, ingegnere edile-architetto, specializzata nell’implementazione di innovazione digitale e procedure BIM nella gestione dei processi progettuali e realizzativi di un’opera. Attualmente, è PhD Candidate in Ingegneria delle Costruzioni presso il Politecnico di Milano e Research Assistant presso l’Università di Brescia.

Indice

Premessa

1 Dalla Fabbrica 4.0 al Cantiere 4.0: nuovi modelli di business per le imprese di costruzioni
1.1. Il Cantiere 4.0
1.2. Il 4D Modeling

2. Il cantiere digitalizzato
2.1. Dal cantiere digitale al cantiere cognitivo
2.2. Modelli di produzione

3. Il BIM Execution Plan e il cantiere digitale
3.1. Il BIM Execution Plan

4. Dal progetto alla realizzazione
4.1. Dal progetto al cantiere
4.2. Il cantiere immaginato
4.3. Il dettaglio costruttivo: quale transizione?
4.4. Il cantiere simulato
4.5. Il cantiere sensorizzato

5. 4D Information Modeling & Construction Management

5.1. Il 4D BIM Modeling

5.2. La configurazione dei modelli 4D BIM
5.3. La configurazione del programma dei lavori
5.4. Caso di studio 1
5.5. Caso di studio 2

6. Il Field BIM
6.1. La gestione dei dati e delle informazioni sul campo
6.2. Gli obiettivi del Field BIM
6.3. L’attuazione del Field BIM
6.4. La strutturazione dei dati
6.5. La gestione dei rapporti
6.6. L’aggiornamento dei 4D BIM Model e dei 5D BIM Model

7. Il cantiere cognitivo
7.1. Introduzione
7.2. Transizione digitale: da progetti a cantieri sempre più corretti
7.3. Controllo qualità
7.4. Corretta esecuzione e controllo dei tempi
7.5. Gestione del cantiere cognitivo
7.6. Piattaforma e tecnologie necessarie
7.7. Cantiere innovativo e logistica migliorata: tracciabilità delle forniture
7.8. Gestione delle risorse
7.9. La gestione sicurezza secondo il D.Lgs. n. 81/2008 e ss.mm.ii.
7.10. Digitalizzazione del processo di controllo tecnico tramite DMS

8. La realtà virtuale e la realtà aumentata per la gestione del cantiere
8.1. Il Building Information Modelling e l’innovazione digitale delle costruzioni
8.1.1. La prototipizzazione virtuale come uso del modello informativo
8.2. Virtual Reality (VR) e Augmented Reality (AR): la diffusione di tecnologie innovative
8.3. Virtual Reality (VR) e Augmented Reality (AR): definizioni e differenze
8.3.1. Realtà virtuale ed ambienti virtuali immersivi
8.3.2. Realtà aumentata
8.4. Applicazioni di realtà virtuale e realtà aumentata nel settore nelle costruzioni
8.4.1. La realtà virtuale come strumento di comunicazione e revisione del progetto
8.4.2. Pianificazione delle sequenze costruttive e monitoraggio dello stato di avanzamento lavori
8.4.3. Simulazione delle attività in cantiere tramite realtà virtuale
8.4.4. Progettazione e gestione della sicurezza in cantiere
8.5. La realtà aumentata applicata alla gestione del cantiere e alla manutenzione
8.5.1. Realtà aumentata per la fase costruttiva
8.5.2. Realtà aumentata per la manutenzione dell’opera in fase d’uso
8.5.3. Rilevamento automatico delle criticità in cantiere
8.5.4. Virtual prototyping applicato ai metodi di assemblaggio
8.6. Conclusioni
8.7. Bibliografia di riferimento

9. Information Management e Construction Management
9.1. Informazione e decisione