Productization vs Design for Fabrication: l’innovazione digitale rivoluziona il settore delle costruzioni

Cos'è la productization: modellazione e Virtual Twin a sistema per un'inedita creatività

Productization come approccio innovativo e dirompente nel settore edile. A differenza del Design for Fabrication che lavora sulla personalizzazione ma è time consuming e poco standardizzabile, la productization mette a sistema modellazione parametrica e Virtual Twin consentendo un’inedita creatività combinatoria di ultima generazione che contribuisce a finalizzare più rapidamente lo sviluppo triangolando variabilità, qualità e sostenibilità.

Il focus di questa nuova cultura della progettazione consiste nella creazione di moduli 3D virtuali componibili che, in base alle esigenze e ai vari requisiti costruttivi, possono essere riconfigurati e utilizzati in vari processi di fabbricazione. Triangolando standardizzazione, iper-personalizzazione e produzione, la productization consente così di perfezionare progetti, pratiche e procedure, garantendo il time to market e la sostenibilità dello sviluppo.

«Fino a qualche anno fa, per architetti, ingegneri e costruttori il Design for Fabrication era un modello di riferimento in fase di pre-fabbricazione e fabbricazione – spiega Andrea Bassani titolare e Direttore Tecnico di IDeCOM -. Per quanto reattivo e personalizzato, questo approccio, pur offrendo scalabilità progettuale, ha molti limiti, a partire da un'estetica standardizzata che difficilmente è possibile adattare in modo agile e scalabile su altri progetti e processi costruttivi.

L’approccio vincente è ragionare su moduli pronti per l'integrazione (IRM – Integration-Ready Modules) che vengono consegnati al cantiere e che non hanno nulla a che fare con il design standardizzato e la produzione di massa di un tempo. Si tratta di componenti più sofisticati, dinamici e intelligenti che si sono evoluti per adattarsi alla domanda di variazione consentita dalle tecnologie di progettazione generativa, considerando anche il calo di manodopera qualificata che oggi penalizza il settore».

 

 

Da un approccio compartimentato a un approccio olistico

La productization traguarda il Design for Manufacturign and Assembly, applicando l'ingegneria dei sistemi alla produzione inaugurando una nuova economia di scala più agile e resiliente.

Il risultato è che mentre sul front-end i prodotti fisici sono altamente personalizzabili, i processi nel back-end sono basati su modelli ottimizzati e ripetibili non solo a livello di progettazione e prototipazione ma anche a livello di costruzione, installazione e manutenzione. A fare la differenza è proprio la metodologia di lavoro.

Invece di risolvere l’evolutiva del progetto in modo addizionale e compartimentato tra i team di lavoro dei vari stakeholder, la productization è figlia di uno sviluppo Data Driven condiviso, incentrato su strumenti di sviluppo potenziati da tecnologie di elaborazione e di analisi automatizzate e specializzate.

Attraverso un’unica piattaforma di sviluppo modulare, che aziona una modalità di lavoro collaborativa tra ingegneri, architetti, costruttori, installatori, manutentori e produttori, tutte le informazioni vengono gestite e sincronizzate in modo da consentire una visione olistica e integrata del work in progress, con una sola fonte di dati ben strutturata e storicizzata.

 

«Dalla modellazione parametrica di ogni singola parte di un’opera edile alla creazione di un gemello digitale risolto sotto ogni punto di vista di tutta la costruzione, la productization capitalizza e riutilizza parti e componenti per altri progetti utilizzandoli come fossero dei virtual construction bricks – prosegue Andrea Bassani -. Questi elementi costitutivi, o moduli costruttivi pronti per l'integrazione, possono essere progettati, prodotti e installati indipendentemente dal ciclo di progetto. Questo approccio aumenta la scalabilità e l'efficienza in termini di costi; essendo altamente personalizzabili, i moduli virtuali consentono di realizzare progetti di edifici unici, il tutto accelerando la costruzione e riducendo i costi.

È il caso dei pannelli di facciata che lo studio di Progettazione VLP+P ha realizzato per edifici come la Torre Hadid di CityLife a Milano o la Lanterna del Palazzo Europa di Bruxelles. Progetti sfidanti in cui lo Studio VLP+P, utilizzando 3DEXPERIENCE di Dassault Systemés ha risolto non solo i problemi a livello di forma, curvature, staffe, posizioni, materiali e di installazione ma anche di produzione. Una volta definito il modello virtuale, poi la configurazione viene adattata di volta in volta al caso specifico e con un risultato estetico assolutamente originale».

 

La productization nell’ambito del design di facciata

Creare pannelli e sistemi per facciate unici, configurabili e pronti per l'integrazione che possono essere riutilizzati su altri progetti rappresenta un vero cambio di passo per tutti gli operatori.

  

 

Invece di creare facciate da zero o installazioni specifiche per il progetto che non possono essere riutilizzate per altri lavori, la productization consente di modificare le dimensioni, la forma e i materiali degli elementi di facciata preesistenti per adattarli a qualsiasi progetto futuro.

Sfruttare i mattoncini da costruzione virtuali e i moduli pronti per l’integrazione consente così di accelerare la progettazione e la produzione, aumentare l’efficienza lavorativa, raggiungere i propri obiettivi di sostenibilità e utilizzare la proprietà intellettuale per espandere la propria attività.

 

 

«In base ai requisiti ed ai materiali utilizzati – sottolinea Andrea Bassani -, 3DEXPERIENCE ci dà massima libertà, permettendoci di ottenere la geometria e di mettere a punto una strategia che ottimizza le superfici consentendo di realizzare intere facciate di edifici a livello costruttivo. La quantità di informazioni gestite attraverso un ambiente di simulazione tridimensionale virtuale intelligente, ci consente anche di automatizzare tutta una serie di operazioni ripetitive, permettendoci di gestire velocemente la complessità, minimizzando i problemi di cantiere».

 

Virtual Construction Bricks: che cosa sono e come funzionano

Più in dettaglio, un virtual construction brick è la combinazione di un modello di progettazione in cui sia il modello che la documentazione possono esistere con livelli di dettaglio bassi o elevati. Questi livelli sono categorizzati in due stati: dichiarativo e dettagliato.

• Mattoni dichiarativi per i progettisti

Ispirato al linguaggio informatico, il termine dichiarativo fa riferimento a uno stile di programmazione in cui il programmatore descrive cosa vuole che il programma realizzi, non come lo farà. Per designer e ingegneri, i mattoni dichiarativi offrono dettagli sufficienti per essere incorporati in un modello BIM.

Il modello di prodotto può essere personalizzato, riconfigurato, simulato e iterato, mentre i materiali di supporto di maggiore interesse per i progettisti (stima dei costi, Quantità di Lavoro Totale, stima dei tempi, previsioni sulle prestazioni) vengono automaticamente ricalcolati ad ogni modifica. Per i Designer di progetti, questo tipo di mattoni vanno oltre i cataloghi di contenuti statici, introducendo progetti pre-sviluppati che accelerano lo sviluppo di ogni nuovo progetto.

• Mattoni dettagliati per il team di produzione

Il virtual construction brick dettagliato è la versione più definita del pacchetto in uno stato ancora più granulare. Il mattone dettagliato include dettagli sull’approvvigionamento, Distinte Materiali (BOM), istruzioni di fabbricazione, logistica, sequenziamento, istruzioni di installazione e altro ancora.

I mattoni dettagliati rispondono anche automaticamente ai cambiamenti apportati al modello sia dal progettista che dal produttore.

«In sintesi, le logiche associate alla productization tengono conto e risolvono anche tutti gli aspetti legati all’approvvigionamento, produzione e documentazione tecnica, includendo tutte le istruzioni di supporto alle attività di installazione e manutenzione – ribadisce Andrea Bassani -. Il vantaggio per i clienti finali è di poter scegliere un prodotto già ingegnerizzato che può essere poi modificato e rimodellato a seconda dei nuovi requisiti e vincoli costruttivi. In questo modo lo sviluppo progettuale, rimanendo entro certi parametri predefiniti, permette di lavorare in modo estremamente più creativo, lavorando su vari framework progettuali avendo sempre una chiara comprensione dei costi, delle prestazioni, dei requisiti e della tempistica ancor prima della sua integrazione nel progetto specifico da realizzare.
Questo permette di migliorare l'efficienza, la qualità e la prevedibilità dei progetti di costruzione. rendendo i processi di fabbricazione e costruzione più efficienti, economici, sicuri e di alta qualità».

 

  

La nuova era di una progettazione edile granulare

Dalla digital transformation alla productization, l’impatto della tecnologia sui professionisti del settore edile si traduce in un arricchimento delle capacità di ragionamento che si estende a tutta la parte di servizio legata alle attività di monitoraggio e di controllo.

La qualità informativa multidisciplinare gestita in maniera più efficace ed efficiente attraverso la digitalizzazione, infatti, non ha precedenti: passare dalla carta a un ambiente di progettazione visuale, virtuale e tridimensionale, fa sì che ogni punto, ogni linea, ogni angolo si portano dietro tutti i dati di progetto contestuali, rilevanti e pertinenti.

A tutto questo si aggiunge il contributo di strumenti di simulazione che in fase di test e di prototipazione, consentono di validare ogni singolo componente di progetto, in tempi brevissimi e senza sprechi di materiali, tempo e risorse con un approccio predittivo.

«La modellazione parametrica, ripensata in chiave granulare, inaugura una nuova era della productization – racconta Andrea Bassani -. I Virtual Construction Bricks non sono altro che modelli, o template, di parti progettate, testate e validate. Possono essere utilizzati sia per realizzazione di modelli CAD o BIM per tipologie standard di edifici o componenti strutturali che possono essere adattati a nuovi progetti per accelerare i processi di lavorazione sia per lo sviluppo di checklist standardizzate per la revisione dei progetti, assicurando che siano valutati e risolti ex ante tutti gli aspetti critici.

Utilizzare componenti edilizi standardizzati e prefabbricati, come travi, colonne, o pannelli di facciata, che possono essere prodotti in serie e assemblati in loco, permette di ridurre i tempi di costruzione e i costi, integrando procedure standard per molte attività in cantiere come l'installazione di specifici materiali o la sicurezza sul lavoro, garantendo che le procedure siano svolte non solo in modo efficiente ma anche sicuro».

 

Creatori virtuali: chi sono nuovi protagonisti della progettazione

Da qui ai prossimi anni assisteremo a una crescita esponenziale di sistemi edilizi innovativi che rivoluzioneranno completamente il concetto di design su ordinazione, oggi prevalente nel settore, aggiungendo una gestione imperniata sull'eccellenza qualitativa a ogni livello organizzativo e produttivo.

Man mano che la productization diventerà sempre più diffusa, i team di costruzione diventeranno veri e propri creatori virtuali (virtual maker) che, collaborando con progettisti, appaltatori e proprietari, creeranno prodotti su misura senza che dal punto di vista estetico si percepisca minimamente l’effetto di una standardizzazione.

«Precorrendo i tempi, come ingegneri esperti di progettazione edile, da CAD Maker siamo diventati Virtual Maker già diversi anni fa - conclude Bassani –. Combinando conoscenze tecniche di progettazione, fabbricazione e installazione con l'utilizzo di tecnologie digitali avanzate per ottimizzare la produzione edile, da tempo trasformiamo i modelli di prodotto digitali in realtà, ottimizzando tutte le fasi di sviluppo, cantierizzazione e manutenzione. Lavorare in un ambiente virtuale avanzato come 3DEXPERIENCE, ci permette di garantire maggiore efficienza, precisione e flessibilità nei progetti di costruzione, contribuendo alla realizzazione dei progetti più complessi non solo su palazzi di ogni dimensione ma anche gallerie, aeroporti, ponti, dighe e qualsiasi altro progetto in ambito edile».

Il tutto orchestrando il corollario dei servizi di pre e post-vendita, ormai essenziali per rispondere efficacemente all'evoluzione dei mercati e delle normative che condizionano l'andamento della domanda e, di conseguenza, i sistemi produttivi e distributivi. Questo cambiamento strategico nell'edilizia mira a soddisfare gli obiettivi universali dell'industria: ridurre gli sprechi, costruire più velocemente e crescere in maniera redditizia, mantenendo al contempo un'elevata qualità e offrendo soluzioni personalizzate.