Il BIM e la definizione selettiva dei dati come uno dei cardini della modellazione informativa

Progettare le opere in BIM: l'approccio sistemico

Il percorso di ricerca

Il precedente saggio introduceva l’inquadramento generale di e-BIM: un percorso di ricerca indipendente, di base e applicata, sulla metodologia BIM.

Si tratta di un percorso di ricerca realizzato con un approccio sistemico al fine di prospettare una diversa interpretazione del BIM rispetto alla visione corrente che vede la materia isolata nella sola fase della progettazione delle opere.

Il percorso è diviso in sei passaggi successivi e in questo saggio si parlerà di quello che allora è stato indicato come il primo passo: XCASE4BIM.

Nato sotto la spinta di numerose iniziative di collaborazione con professionisti e aziende diverse, tutte tese all’utilizzo di visualizzatori web di modelli tridimensionali, XCASE4BIM è stato una integrazione del nostro framework XCASE®: un potente strumento per lo sviluppo rapido e incrementale di sistemi informativi per l’automazione dei processi organizzativi.

Il framework XCASE®, infatti, è costituito da un kernel e una serie di progetti “satelliti” per l’integrazione con diverse necessità di gestione di dati e di visualizzazione degli stessi come nel caso: dei grafici BPMN, del diagramma di Gantt, delle mappe geografiche, delle planimetrie 2D, delle nuvole di punti, delle fotosfere, etc.

Dato che il framework gestisce applicazioni completamente diverse all’interno del medesimo contenitore, generalmente accade che le integrazioni nascano con lo sviluppo di una app XCASE® e questo è avvenuto anche in questo caso.

L’applicazione FM over BIM

Da sempre conduciamo la nostra attività come innovatori ispirandoci alla visione di Rosabeth Moss Kanter che nel suo libro “Evolve!” spiega: “Se la trama non si può descrivere in anticipo, bisogna recitare spesso la commedia per adattarla alle reazioni di coloro che vengono a vederla. Ecco perché i migliori improvvisatori coinvolgono alcuni membri del pubblico in una serie di rapide performance, tenendo conto delle loro reazioni per modulare le performance successive.” 

La nostra idea era già orientata, bisognava intendere la modellazione BIM con una visione olistica verso tutte le fasi del ciclo di vita delle opere costruite e iniziammo così a sviluppare l’integrazione di un visualizzatore 3D a metà del 2016, con lo scopo di utilizzarlo per la fase della conduzione e gestione, quella che pesa fino all’80% dell’intero costo del ciclo di vita.

Rispetto al visualizzatore, la scelta è stata obbligata avendo avuto la fortuna, di entrare in contatto diretto con il professor Claudio Benghi della Northumbria University, al quale sarò sempre grato per avermi introdotto, con squisita pazienza, all’interno del progetto xBIM, una piattaforma open source per lo sviluppo di software che supportano il modello di dati buildingSMART International noto come Industry Foundation Classes (IFC).

Il progetto xBIM ha tra gli altri componenti anche un visualizzatore web basato su un file in formato ottimizzato per la trasmissione via Internet (wexBIM) per la visualizzazione del modello tridimensionale e un file in formato json per il collegamento con i dati.

Sarebbe stato tutto già pronto, i dati che apparivano con la selezione della geometria erano direttamente filtrati dal file json e il sistema si presentava così:

Ma noi, come sempre, volevamo aggiungere il valore della metodologia BIM perché altrimenti si sarebbe trattato semplicemente, attraverso la visualizzazione di un modello tridimensionale, dell’interrogazione delle componenti e dei loro attributi, in sostanza di un visualizzatore di geometrie e dati.

L’evoluzione, invece, consisteva nello sviluppare l’integrazione tra il visualizzatore web e i dati memorizzati in un database di XCASE® nel quale ricreare in forma relazionale le grandezze e le proprietà dello standard IFC. E così sul visualizzatore è stata implementata la palette dei pulsanti visibile in alto a destra attraverso la quale si potevano attivare funzionalità di esplorazione molto interessanti come la possibilità di nascondere singoli oggetti o intere tipologie, la vista a raggi X, etc. ma anche e soprattutto quelle per l’inserimento dei controlli sulla condizione di stato, piuttosto che di operazioni di conduzione, ispezione e manutenzione.

Furono proprio queste integrazioni a determinare la scelta di un database relazionale come motore dello strato data del sistema. È chiaro che un database NoSQL come MongoDB o Cassandra sarebbe stato più adatto perché avrebbe consentito di archiviare direttamente i file json prodotti da xBIM. Tuttavia, per noi, non era possibile rinunciare all’opportunità che offrono nativamente i database relazionali di essere motori con elevate capacità inferenziali, ad esempio, attraverso lo sviluppo di trigger di tipo “instead of”.

I trigger sono routine che si scatenano a seguito delle azioni di base dei database sql: inserimento, modifica e cancellazione di record. Ma quelli “instead of” sono particolarmente utili per generare numerose inferenze, come quelle relative alla creazione di dati diversi da quelli che sarebbero generati dalle operazioni di invocazione del trigger stesso.

L’applicazione Stazioni Radio Base

Tutto era pronto ma bisognava attendere con pazienza l’occasione di poter trasformare la sperimentazione in una soluzione reale. Accade sempre e non può che essere così. Noi rappresentiamo una realtà d’azienda innovativa e ispirata alla ricerca indipendente, ma questo non significa affatto possibilità illimitate di sperimentazione, perché comunque è necessario fare i conti con i risultati della gestione.

L’occasione venne a metà del 2017 dalla necessità delle compagnie responsabili della gestione tecnica delle stazioni radio base di gestire il carico di apparati sulle strutture. Come spesso ci accade subentravamo ad una precedente iniziativa che non aveva raggiunto i risultati sperati. In meno di qualche ora la soluzione appariva così!

Sebbene questo risultato fosse già sufficiente per i nostri interlocutori, noi volevamo applicare la metodologia BIM e consentire al sistema di generare informazioni per fornire risposte a necessità di gestione, come ad esempio la possibilità di sapere quanti impianti erano perfettamente uguali tra loro. In questo modo qualsiasi aggiornamento su uno di questi, ad esempio con l’introduzione o la sostituzione di una nuova antenna, si poteva propagare a tutti quelli conosciuti come gemelli. Analogamente la registrazione di operazioni di manutenzione a guasto poteva consentire nel tempo di diventare predizione per gli impianti dello stesso tipo.

Così la soluzione fu quella di sfruttare i parametri delle coordinate geografiche esistenti nei modelli tridimensionali e visualizzare le stazioni su una mappa identificandole attraverso un tematismo che rappresentava il loro “stato” di uguaglianza e aggiungendo anche la possibilità di filtrarle proprio in base a questa caratteristica.

L’importazione selettiva dei dati

In particolare, xBIM consente agli sviluppatori dell’ambiente .NET di Microsoft di leggere, creare e visualizzare i modelli 3D in formato IFC e così insieme ai miei colleghi lavorammo per costruire un sistema informativo capace di importare in “modo selettivo” un file IFC e costruire il database relazionale di tutte le entità così filtrate.

La definizione selettiva dei dati da importare partendo dal presupposto delle informazioni da fornire è uno dei cardini della modellazione informativa.

A questo proposito si dovrebbe spiegare che confondere il significato di dato e di informazione, utilizzandoli come purtroppo avviene nel linguaggio comune come sinonimi, è un grave errore e che la differenza tra i due significati per il mondo digitale è enorme.

Tale differenza per i principi della scienza dell’informazione porta a dover ricordare che considerare i modelli tridimensionali come “informativi” è un vero e proprio non senso perché in realtà questi, come insieme di dati geometrici e parametrici, non informano di nulla.

Infatti, è la modellazione delle informazioni che trasforma i dati in “entità finalizzate” alle azioni o decisioni ovvero in “informazioni”, un’attività ben nota al mondo digitale che la realizza da tempi remoti.

Inoltre, la modellazione informativa è massimamente economica. Infatti, contrariamente a quanto avviene attualmente nel mondo IT dove oramai l’orientamento è quello dell’accumulazione di qualsiasi dato prima ancora di sapere a cosa questo possa servire, la modellazione informativa definisce prima quali sono le informazioni da elaborare e solamente dopo individua quali e quale tipo di dati sono necessari a permettere e generare questa elaborazione.

Nel mio libro e-BIM ho definito questo processo “metodo al contrario” e ho rappresentato la sequenza della modellazione informativa così:

Per questo noi abbiamo costruito una griglia filtro attraverso la quale un sistema di “importazione intelligente” faceva attraversare i dati per selezionare quelli da importare e quelli da tralasciare.

(Riproduzione riservata)

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• Il System requirements
• L’applicazione XCASE4BIM
• L’applicazione e-BIM