Sostenibilità della progettazione edile e productization: i nuovi orizzonti dello sviluppo

Che cos'è la productization?

Sostenibilità della progettazione edile in termini non solo ecologici ma anche ergonomici ed economici. Temi diversi e convergenti che oggi stanno portando molti stakeholder a ragionare su nuove modalità di sviluppo. Al di là di una riduzione dell’impatto ambientale grazie all’uso del digitale per agevolare prototipazione e test in ambienti di simulazioni tridimensionali con la creazione a monte di gemelli virtuali di parti o di interi edifici, al centro del dibattito c’è una sfida più grande.

Rispetto al design in ambito manifatturiero, incentrato su una produzione di massa e modalità di configurazione personalizzabili, nell’industria dell’AEC (Architettura, Ingegneria e Costruzione) l'uniformità e la standardizzazione non rientrano tra gli obiettivi primari. In questo senso, la componentizzazione che capitalizza precedenti esperienze progettuali per riconfigurarle e applicarle a nuovi progetti in maniera funzionale oggi ha una nuova leva tecnologica e strategica.

«Un sistema edilizio sostenibile deve essere allineato alle condizioni del mondo reale – spiega Andrea Bassani Co-Owner e responsabile tecnico di IDeCOM, azienda di consulenza e progettazione integrata nel campo dell'ingegneria civile e strutturale -. Non serve solo tener conto di requisiti e vincoli del sito sotto ogni aspetto. Bisogna ragionare anche su materiali, modalità di approvvigionamento, fluttuazioni del mercato del lavoro e tutta una serie di altre variabili che rendono difficilmente praticabile la replicabilità dei progetti.

La via d’uscita c’è, è un’estensione più ampia del Design Generativo e si chiama productization. La productization fa riferimento a un processo di trasformazione di servizi, processi e soluzioni di costruzione ragionati per finalizzare soluzioni standardizzate, facilmente duplicabili e personalizzabili. La metodologia ottimizza e razionalizza la progettazione, la produzione e l'assemblaggio delle componenti edilizie, migliorando l'efficienza, riducendo i costi e i tempi di costruzione, aumentando sensibilmente la qualità e la sostenibilità della progettazione».

Dall’innovation alla productization, i nuovi orizzonti del design

Al centro del cambiamento, l'adozione di una gamma di componenti standardizzati, utilizzati per un assemblaggio modulare altamente funzionale ed efficiente. Questi componenti sono concepiti per garantire la scalabilità del progetto ma anche per favorire il loro riutilizzo. L'obiettivo? Creare sistemi di assemblaggio semplici, flessibili e più sostenibili, capaci di adattarsi a variazioni tipologiche, geometriche, meccaniche, termiche, idrauliche e via dicendo con modalità di configurazione che ben si adattano alle esigenze di una personalizzazione di massa.

«Nel contesto edile, la productization può comportare l'adozione di moduli prefabbricati, elementi strutturali standardizzati, sistemi di facciata preconfezionati o qualsiasi altro componente che possa essere progettato, prodotto in serie e installato in modo sistematico – commenta Andrea Bassani -. Questo processo permette di sfruttare i vantaggi della produzione in serie, compresa la riduzione degli sprechi materiali e la minimizzazione degli errori di costruzione, garantendo la sostenibilità della progettazione edile e un’alta qualità. Il tutto riducendo i costi e la velocità di costruzione anche nell’ambito delle ristrutturazioni».

La sostenibilità richiede anche molta creatività

Per liberare la loro creatività, i designer oggi stanno avvalendosi dell’innovazione tecnologica. Quelle stesse tecnologie, arricchite da sistemi di simulazione e di analisi che portano maggiore visibilità e predittività a supporto dei sistemi decisionali, aiutano l'industria delle costruzioni a diventare più sostenibile nel suo insieme. Il che significa immaginare:

• un'applicazione creativa di materiali innovativi e riutilizzabili;
• modi creativi per ridurre gli sprechi da ogni fase nel processo di sviluppo;
• strutture creative che migliorano l'esperienza umana rendendo più sostenibile il lavoro e l’ambiente.

«I designer oggi hanno bisogno di semplificare, automatizzare e sincronizzare la condivisione delle informazioni di progetto – ribadisce Andrea Bassani -. Per supportare la productization non basta lavorare sulla standardizzazione dei componenti. Per farlo in modo efficiente bisogna adottare una metodologia BLM capace di mettere a sistema design generativo, modellazione parametrica e lifecycle. Ciò consente a ogni squadra di lavoro di accedere allo stesso sistema e di gestire la propria parte che poi si integrerà nel modello condiviso lungo tutto il ciclo di vita del progetto.

Lavorando in un modo nuovo e più efficiente, architetti, ingegneri, installatori, manutentori e persino i clienti finali accedono a informazioni di dettaglio, con modalità di visualizzazione statiche e dinamiche che, favorendo il colpo d’occhio, permettano loro di comprendere immediatamente caratteristiche e funzionalità calate nello scenario corretto: in essere e in divenire. Solo così è possibile risolvere in maniera olistica una progettazione sostenibile, includendo la pianificazione di tutti i servizi di manutenzione legati a un Building Lifecycle Management (BLM) capace di allungare la vita di un’opera, minimizzando i rischi per le persone e per l’ambiente».

Sostenibilità della progettazione a 360°

Nello specifico, la productization nell'edilizia contribuisce in modo significativo alla sostenibilità della progettazione offrendo una chiave interfunzionale strategica. La possibilità di utilizzare modelli e specifiche standardizzati, prototipi testati e validati a livello geometrico, meccanico, termico, elettronico, idraulico non solo azzera i margini di errore in termini di clash detection, ma consente una maggiore prevedibilità dei costi e dei tempi di realizzazione, contribuendo a rendere il processo costruttivo più efficiente, monitorato e presidiato.

«I processi tradizionali di progettazione degli edifici sono frammentati e disconnessi. Difficilmente ideazione, simulazione, prototipazione, produzione e assemblaggio generano un flusso armonizzato e ottimizzato – commenta Andrea Bassani –. In generale, l'unico aspetto riconosciuto e apprezzato è il prodotto finale materializzato, nonostante la quantità di sforzo che deve essere impiegata nei processi sottostanti.

In IDeCOM siamo stati pionieri nell’adottare una suite avanzata, integrata e modulare come la piattaforma 3DEXPERIENCE di Dassault Systèmes, consapevoli di una rivoluzione dirompente rispetto al nostro modo di progettare. Passare a una logica di piattaforma ci ha permesso di precorrere i tempi, azionando un approccio collaborativo che ha facilitato la connessione tra i diversi attori coinvolti nei processi di ideazione e realizzazione. Mantenendo un'unica fonte di verità per tutti i progetti e le loro varianti, possiamo applicare al meglio anche i principi di sostenibilità come l'utilizzo di energia rinnovabile, materiali riciclabili, assemblaggi riutilizzabili con un design reattivo. Questo ci consente di cogliere tutte le opportunità della productization, permettendoci di guidare il settore verso un futuro più verde e sostenibile».

Come e perché il design generativo abilita una progettazione sostenibile

Spostando il focus dall'unicità del progetto alla replicabilità di sistemi costruttivi flessibili e sostenibili, la productization rappresenta un vero cambio di paradigma nell'edilizia. Questo approccio non solo ottimizza i processi produttivi ma spiana la strada a un futuro in cui la progettazione edilizia sostenibile può effettivamente raggiungere una scala significativa, con benefici tangibili per l'ambiente e la società.

Più in dettaglio, il concetto fondamentale della productization è la componentizzazione. Le parti che formano un assemblaggio devono essere progettate per essere facilmente prodotte, fabbricate, trasportate, assemblate e nel caso riutilizzate. Questa flessibilità si traduce in una riduzione significativa dei costi e dell'impronta di carbonio, con un impatto particolarmente positivo sulle aree remote, dove le infrastrutture sono limitate. L'adozione di materiali e geometrie che favoriscono tecniche di produzione energeticamente efficienti e la progettazione di assemblaggi predisposti per lo smontaggio e il riutilizzo, costituiscono un ulteriore passo verso la sostenibilità.

«Il sottosistema ri-generativo introduce una nuova dimensione nel design, grazie all'uso di strumenti di modellazione parametrica basati su algoritmi, come CATIA xGenerative Design che fa parte di 3DEXPERIENCE – precisa Andrea Bassani -. La soluzione ci permette di legare parametricamente insieme parti e sottosistemi, offrendo ai progettisti una libertà senza precedenti nella sperimentazione e nella verifica della compatibilità delle parti, senza compromettere le regole di assemblaggio.

L’assemblaggio ri-generativo applica il design parametrico xGenerative per popolare l'assemblaggio con nuove parti e sottosistemi in modo fluido e intuitivo. Questo ci consente di creare soluzioni iper-personalizzate utilizzando componenti standardizzati, rendendo possibile la gestione degli assemblaggi come se fossero linee di prodotto, con variazioni che rispondono specificamente alle esigenze del sito, del cliente e di altri fattori cruciali».

3DEXPERIENCE come abilitatore di una progettazione edile sostenibile

Con 3DEXPERIENCE le informazioni possono essere strutturate e gestite in modo tale che l'architetto possegga le proprie informazioni, il fabbricante le proprie, il general contractor le proprie e così via. Ogni cosa è ben classificata e suddivisa ma si comporta come fosse un unico modello, cosicché ogni utente può vederlo come un'unica immagine ma, dietro le quinte, la struttura dei dati e le regole che lo controllano possono adattarsi a requisiti costruttivi, vincoli legali e best practices operative dei vari team di lavoro.

Eliminando una compartimentazione delle informazioni e delle lavorazioni a silos, 3DEXPERIENCE traguarda l’era di una progettazione incentrata su iterazioni reattive lente per abilitare un'orchestrazione proattiva rapida e con una visibilità senza precedenti dell'intero ciclo di vita del progetto.

«I silos industriali sono un sottoprodotto della burocrazia documentale – conclude Andrea Bassani -. L’uso del digitale ci ha insegnato quanto oggi sia fondamentale superare certe barriere che ancora sussistono tra architetti, ingegneri e costruttori a favore di una squadra capace di lavorare in maniera sinergica e rilevante, promuovendo un flusso di lavoro coeso dal concept alla realizzazione, dalla cantierizzazione alla manutenzione. Il successo di una progettazione edile sostenibile, infatti, dipende dalla fluidità della comunicazione e dalla capacità di simulare e valutare in modalità predittiva tutte le fasi del processo.

È qui che l'attivazione di un'intelligenza multidisciplinare diventa cruciale, permettendo di concepire piani di costruzione non solo più precisi e di alta qualità, ma anche più efficienti e innovativi. Varianti generative e parti standardizzate costituiscono la base per l'adozione accelerata della productizazion che non va confusa con la modularizzazione. Il design generativo, infatti, permette alle aziende di progettare esperienze iper-personalizzate con componenti standard che possono essere facilmente configurati senza sacrificare la creatività».