Le Attività Formative inerenti al Cantiere Digitale: 4.0 Compliant BIM-Oriented Construction Site Management

Le attività formative relative alla Digitalizzazione dei Cantieri (BIM-Oriented Construction Management) si trovano, almeno in Italia, agli albori. Una delle prime iniziative in tal senso si svolge presso l'Università degli Studi di Brescia che, invero, affronta la tematica da una decina di anni e che, più recentemente, ha iniziato ad avviare strette relazioni , su Ricerca e Formazione, attraverso il Programma DAAD-MIUR con la Ruhr-Universität Bochum, Ateneo di Riferimento in Germania per il Ministero delle Infrastrutture Digitali e dei Trasporti (BMVI) sul tema.
Il Laboratorio di Organizzazione del Cantiere, un Modulo Didattico del Corso di Laurea in Ingegneria Edile Architettura presso l'Università degli Studi di Brescia, destinato, peraltro, in quanto tale, a scomparire nel prossimo ordinamento degli studi dell'Ateneo Bresciano (attivandosi un Modulo sul Building Information Modeling), si propone di simulare le dinamiche che atterranno, anche in Italia, sempre maggiormente alla Digitalizzazione nei Cantieri Temporanei o Mobili, Edili o Infrastrutturali che siano.

Il caso di studio addotto a esemplificazione, per semplicità di comunicazione, riguarda un edificio di nuova costruzione basato sull'Off Site e sul Design for Manufacturing and Assembly, ma, ovviamente, con diverso grado di complessità, come è accaduto in passato, esso può riguardare Interventi di Nuova Erezione realizzati in opera ovvero Interventi di Conservazione dei Beni Culturali Immobiliari.

La prima parte del Laboratorio prevede che gli studenti "costruiscano", dal punto di vista dell'Impresa di Costruzioni Principale (Main Contractor, Impresa Affidataria, ecc.), il Modello Informativo Federato corrispondente a Entità che si possano riferire al Livello del Progetto Costruttivo: ovvero, secondo i Livelli di Definizione o di Sviluppo, alla Fase di Costruzione.

Questo primo passaggio dovrebbe consentire agli studenti di comprendere come, anzitutto, nella realtà vi possano essere Discontinuità significative tra i Contenuti del Modello Informativo Assemblato (o Federato) predisposto dalla Compagine Progettuale e messo a disposizione dalla Committenza e i Requisiti Informativi che l'Impresa di Costruzioni esprime per l'ottimizzazione della Gestione Informativa, anche al fine di condividere i Flussi Informativi tra Direzione Tecnica del Cantiere e Ufficio di Direzione dei Lavori.

La configurazione del Modello Informativo, per così dire Costruttivo, risponde anche alla necessità di realizzare le dinamiche secondo le quali l'Impresa Principale richiede, a fronte del Modello Informativo che si può definire come Esecutivo (al netto dei possibili Disallineamenti tra Livelli di Dettaglio e Livelli di Informazione, Geometrico Dimensionali e Alfa Numerici), lo Sviluppo dello stesso da parte dei principali Sub Appaltatori e Sub Fornitori.

Sotto questo profilo all'Impresa Principale competono Attività di Coordinamento, di Verifica e di Controllo dei Modelli Informativi non dissimili concettualmente da quelli posti in atto dall'Organismo Principale di Progettazione, sennonché, in questa circostanza, le Logiche di Progressione del Modello Informativo da parte dei Sub Appaltatori e dei Sub Fornitori (a meno che l'Impresa Principale non prenda in carico l'intero Sviluppo della Modellazione Informativa) sono ovviamente condizionate dalle contrattazioni e dai poteri negoziali che si possono rinvenire lungo la Catena di Fornitura.

Nell'ottica del 4D Modeling, peraltro, la Granularità del Modello Informativo Federato di natura Costruttiva dovrà essere articolata in coerenza con l'Evoluzione della Programmazione Temporale, a partire dai Work Breakdown Element (le cosiddette Foglie della Struttura di Scomposizione) e, naturalmente, dell'Analiticità delle singole Attività.

Si ricorda, tuttavia, che il 4D Modeling è oggi una Azione di Pianificazione, Programmazione, Monitoraggio e Controllo che non si limita alla Definizione delle Sequenze Operative Spazio Temporali, bensì è assimilabile a un Ambiente di Simulazione del Construction Management legata alla Visualizzazione, nel senso di rendere per Immagini (e per Dash Board) le Tendenze e i Fenomeni legati al Project Management (a iniziare dall'Earned Value Management).

Vi è, ovviamente, la possibilità di trasferire la Visualizzazione delle Sequenze Operative all'interno di Ambienti Immersivi, attraverso CAVE o Wearable Device, cosicché, nel corso della Fase di Mobilitazione, sia agevole individuarne le principali Criticità, in termini di Gestione del Rischio: soprattutto, in alcuni casi, è possibile introdurre Procedure di Gamification, che restituiscano le Interazioni tra Entità in Cantiere.

Alla Configurazione del 4D Model, del Modello Informativo Quadridimensionale, fa seguito l'approntamento di un Flusso di Lavoro Bidirezionale inteso a collegare il Flusso Informativo che dal Modello Informativo Federato Costruttivo passi, attraverso, il primo, agli Strumenti di Mobile-Based Ubiquitous Field BIM, finalizzati alla Gestione della Quantità, del Tempo, della Qualità, dell'Ambiente, della Salute e della Sicurezza.

Naturalmente, l'introduzione del Digital Field Construction Management implica che l'Impresa Principale inneschi meccanismi di Lean Management nei confronti della propria Catena di Fornitura.

Gli studenti, accanto a questo approccio pianificatorio e programmatico, sono, però, chiamati anche a considerare la Natura Estesa del Cantiere, che non si può limitare ai confini, al sedime, di ciò che per consuetudine come tale soliamo definire, bensì deve ampliarsi al Contesto Territoriale di Interconnessione tra il Cantiere, i Luoghi di Produzione e di Stoccaggio, le Discariche e la Rete della Mobilità.

Per questa ragione, agli studenti è chiesto di introdurre un legame esplicito tra l'Ambiente di 4D Modeling, un Geographical Information System e un Web Fleet Management System, laddove si uniscono Criteri di Tracciabilità inerenti alla Logistica e al Contrasto alla Criminalità (si pensi al Movimento Terra).

In questa prospettiva, l'adozione del 5D Modeling comporta l'implementazione di un Location-Based Management System, in grado di concepire ogni Entità che appartiene al Modello Informativo come un Assorbitore di Risorse (Umane, Strumentali e Materiali) Geolocalizzate che, appunto, devono fluire (all'interno e all'esterno dell'Area di Cantiere) per giungere laddove siano necessarie, senza Sprechi e Interruzioni.

Si tratta, dunque, di avviare un Sistema di Pianificazione, Programmazione, Monitoraggio e Controllo dei Processi di Approvvigionamento e di Logistica che agisca sulla Deviazione, sullo Scostamento, Prima del Fatto, vale a dire, anticipandone l'identificazione prima che essa si manifesti in Sito.

Se, tuttavia, la maggior parte della simulazione svolta dagli studenti avrà sin qui riguardato il Ciclo di Pianificazione, Programmazione, Monitoraggio e Controllo dei Processi Produttivi basato sulla Implementazione Tempestiva (si ricordano le problematiche dell'Off Line), ma Manuale, dei Dati e delle Informazioni, la parte conclusiva del Laboratorio verte sulla simulazione della Gestione Integrata dei Dati acquisiti in Tempo Reale colle modalità precedenti con quelli inseriti grazie alla Sensoristica presente nei Luoghi Produttivi (delle Manifatture 3.0 e, in prospettiva, 4.0), nei Vettori di Trasporto (sui Veicolo come sui Componenti), in Cantiere (sugli Operatori, sui Macchinari e, ancora una volta sui Materiali) - ad esempio, col ricorso a RFID e a NFC - e alla Semantica Computazionale applicabile ai Documenti Diaristici di Cantiere.

Si forniscono, inoltre, alcuni accenni alla diffusione delle Autonomous Machinery, assistite da Droni, ad esempio, sempre per il Movimento Terra. In questo caso, allo studente dovrà essere chiaro come l'Interoperabilità e l'Interconnessione siano intimamente legate.

Gli ultimi accenni saranno dedicati alla possibilità di impiegare Dispositivi di Cognitive Computing per una embrionale Autonomizzazione di alcuni Processi Decisionali.