Il Futuro del BIM tra Product Lifecycle Management e Digital Twin

Angelo Luigi Camillo Ciribini - DICATAM, Università degli Studi di Brescia 12/01/2019 1320

A un osservatore smaliziato e anche disincantato non può sfuggire la difficoltà in cui il processo di digitalizzazione del settore versa e, in particolare, la «stanchezza» che affligge il «BIM», di cui molto ormai si è parlato, che insiste ormai nelle politiche governative a ogni latitudine, ma per cui relativamente poco si è fatto.


Travailler avec des objets physiques coûte très cher. Par exemple, l'explosion d'une fusée sur une rampe de lancement provoque inexorablement la destruction de la fusée et de la rampe. Ces deux items coûtent très cher en termes de fabrication : les pertes financières sont donc énormes. 

Toutefois, après l'explosion d'une fusée virtuelle, il est très facile de recréer la fusée et sa rampe de lancement dans un nouvel espace virtuel pour un coût quasi nul. Travailler avec un jumeau numérique plutôt qu'avec des produits physiques coûte, par conséquent, bien moins cher.  

Dans le futur, les jumeaux numériques intégreront des systèmes d'intelligence artificielle pour les aider à comprendre comment les produits se comportent et ainsi, développer des solutions plus efficaces. Associer l'intelligence artificielle aux jumeaux numériques permet aux entreprises et aux organisations de travailler plus efficacement et de créer de meilleurs produits, mieux adaptés aux situations qu'ils sont susceptibles de rencontrer.

Michael Grieves


ANGELO-CIRIBINI-03.jpgLa sensazione è, infatti, che nella gran parte delle situazioni la mentalità analogica cerchi residualmente di impossessarsi di porzioni della digitalizzazione, evitando di aderirvi pienamente, ma che incontri sistematicamente le inefficienze tanto dovute ad adozioni non sistematiche né sistemiche quanto alle implicazioni impreviste, a cominciare dai risvolti giuridici.

Tale condizione, del tutto, invece, prevedibile, potrà forse salvare le apparenze (quantunque a oggi la digitalizzazione del settore agricolo stia dando «frutti» ben più consistenti), ma rischia di condurre il comparto a uno stato intermedio, assai incerto, piuttosto oneroso e poco produttivo.

Si impone, perciò, in questo contesto, un interrogativo primario: è possibile operare una distinzione tra dati geometrico-dimensionali e dati alfa-numerici nella modellazione informativa?

La chiave della digitalizzazione sta nella percezione umana

La risposta classica a questo quesito consiste nell’affermare che tale distinzione non possa valere per la «macchina», ma solo per l’«umano».

In realtà, sotto molteplici punti di vista, la rappresentazione (mono-, bi- o tri-mensionale) appare come una modalità di comunicazione estremamente complessa, oltre che dotata di una antica e articolata storia, che è stata oggetto di innumerevoli studi, a partire dagli schizzi dell’architetto per finire con il disegno costruttivo meccanico di un dettaglio impiantistico.

Ciò che in questa sede conta, però, è la convinzione che, nel settore, prima di tutto valgano i documenti, anziché i dati in quanto tali, e, in secondo luogo, che gli elaborati grafici siano privilegiati, a discapito degli altri.

Tutta la classificazione dei livelli di progettazione e dei relativi documenti, ad esempio, rimane esclusivamente incentrata, appunto, su questo piano.

D’altra parte, i tentativi di formalizzare una metrica di avanzamento della modellazione informativa, basata sui LOD (Level of Development), mostra tutti i propri limiti (non vertendo su una scala mensoria continua), evolvendosi nei LOIN (Level of Information Need), che riflettono un approccio discreto, assai più «relativistico» (finalizzato agli obiettivi).

Di conseguenza, è improbabile che, nel medio periodo, si possa disporre di strumenti computazionali di misurazione della densità dei dati, riconosciuti universalmente, ma, al contempo, l’importanza e la qualità del dato si accrescono, come indica la fortuna di cui godono presso i ricercatori le tematiche, invero acerbe (ma, addirittura, mature e scontate in ambito originario) legate alla semantic web technology e ai linked data.

È possibile, peraltro, ritenere che, così come i LOD riflettono un tentativo di trasposizione analogica di categorie nel mondo digitale, l’intento principale che caratterizza oggi la modellazione informativa resta paradossalmente inerente alla produzione di documenti.

Certamente, occorre riconoscere come la maggior parte dei modelli informativi oggi prodotti nel mercato sembrino particolarmente carenti sul piano alfa-numerico (rispettando gli antichi vizi analogici) e, in special modo, che essi non sembrino essere in grado di includere la maggior parte dei dati (e di generare i relativi documenti).

La digitalizzazione del dato conserva un certo carattere di «staticità»

Nonostante la presenza di ambienti di condivisione dei dati (che, a loro volta, stentano a fuoriuscire dalla gestione documentale, nel senso che i contenitori informativi sono mirati a generare elaborati e che i dati in essi contenuti sono faticosamente estraibili o interrogabili singolarmente), la digitalizzazione del dato conserva un certo carattere di «staticità».

A titolo di esempio, andando oltre la fase di progettazione, un elaborato (insieme di dati strutturati in informazioni) come il giornale dei lavori, oltreché poter essere redatto attraverso modalità di semantica computazionale, potrebbe essere in tempo reale connesso col monitoraggio e col controllo dei lavori, nonché con le previsioni meteorologiche e viabilistiche.

La natura «dinamica» dei dati numerici strutturati richiede, tuttavia, una continuità dei flussi informativi che attualmente sembrano essere attesi dalle piattaforme digitali (ad esempio, derivanti da una ibridazione tra GIS, BIM e PLM), assumendo spesso la definizione di «gemello digitale», laddove il cespite progettato o realizzato, ma anche il cantiere, è la risultante della propria «connessione», permessa dall’IoT, con ciò che è denominato replica o doppelgänger.

Come si vedrà, a questo proposito, è la natura incerta e ambigua del «doppio» che ne ostacola il reale sviluppo.

Il BIM è un'ostacolo alla digitalizzazione ?

Per questa ragione, potremmo ritenere che il «BIM», dopo aver assolto egregiamente il compito di «valorizzare» il dato (numerico, computazionale), stia divenendo oggi una forte limitazione, se non persino un ostacolo, alla piena esplicitazione della digitalizzazione.

Il passaggio che, in termini digitali, si palesa come più rilevante è, soprattutto, la transizione dal «disegno» alla «simulazione», che si riflette perfettamente, come affermato, nella nozione di «gemello digitale», definito, pertanto, come il sistema di sistemi che mette in relazione il cespite fisico, il suo «doppio», o la sua «replica», virtuale attraverso i dispositivi di interconnessione (Internet of Things).

Ricorrendo a espressioni allusive, si potrebbe affermare nuovamente che non solo il dato divenga computabile nella sua massima estensione, ma che la sua strutturazione in informazione (e in conoscenza) «virtualizzi», nel senso di rendere «dinamico», nella simulazione ciò che è «statico» nella rappresentazione.

Queste annotazioni valgono, prima di tutto, per la fase di committenza e per quella di progettazione, ove si prevede che si possa prefigurare il «funzionamento» dei sistemi tecnologici e delle unità spaziali, in correlazione coi flussi comportamentali.

Una serie di tecnologie stanno, infatti, rendendo praticabile una sorta di concezione e di anticipazione delle modalità, sempre più individualizzate, di fruizione dei beni immobiliari e infrastrutturali: dal ricorso alla gamification sino all’immersive reality.

Questi accadimenti illustrano, però, come entri in crisi la concezione propria del «BIM», perché la «virtualizzazione» fa assumere priorità ai modelli computazionali che consentono, ad esempio, di «calcolare» le strutture o gli impianti, ovvero gli aspetti acustici, luminosi, termici, e così via, di un cespite, oltre, naturalmente, a quelli comportamentali.

Quello che rende, perciò, parziale il BIM è l’istanza di utilizzare i dati per produrre conoscenza (e decisione), oltre che informazione, tanto attraverso il ricorso a teorie tradotte in algoritmi quanto tramite l’elaborazione statistica di serie storiche, pure essa attuata algoritmicamente.

Non si deve, infatti, nascondere che, in un certo istante, era sorta la convinzione che i modelli informativi, aggregati o federati, potessero divenire il ricettacolo di ogni avvenimento e di ogni decisione traducibile computazionalmente, come testimonia l’apposizione, come prefisso, dell’acronimo ai più disparati ambiti di applicazione.

Il BIM, con naturalezza, avrebbe, quindi, facilitato qualsiasi disciplina o attività, in qualunque «dimensione».

Proprio la sua popolarità nel veicolare il significato del «dato» sta, invece, consentendo a quelle discipline o a quelle attività, purché operate computazionalmente, di prendersi una sorta di rivincita.

È questo il motivo per cui difficilmente sarà possibile prendere le distanze dal BIM, mentre, al contempo, con esso non si potrà restituire tutte le valenze che esso evoca.

A valle, poi, della realizzazione del cespite, la Maintenance, per quanto significativa nel ciclo di vita, appare «secondaria» rispetto alle Operations.

Per intuire meglio, dunque, la natura della transizione digitale il passaggio dal modello informativo al gemello digitale può aiutare, a condizione che non si identifichi letteralmente nel primo il «doppio» di cui si parlava.

Il modello informativo, infatti, potrà pur essere «virtuale», ma di per se stesso, non pare nelle condizioni di «virtualizzare».

In parole povere, che sia veicolato nelle forme tradizionali o tramite ambienti immersivi, il modello informativo intrinsecamente resta una rappresentazione, può supportare la simulazione, ma, per molti aspetti, non la eroga direttamente.

Il gemello digitale, al contrario, dovrebbe contenere al proprio interno tutte le funzionalità in grado di restituire le logiche di funzionamento e di guasto del cespite e dei suoi fruitori.

Se così non fosse, che utilità avrebbero i dati che a esso fluiscono dai sensori applicati ai suoi riferimenti fisici? Tendenzialmente, essi si limiterebbero ad aggiornare staticamente i valori dei parametri caratterizzanti le entità informative.

Sia pure liminarmente, uno dei tentativi maggiormente espliciti di proporre il «gemello digitale», soluzione già presente in altri ambiti produttivi, nel nostro settore si deve a Bentley e a Siemens, evidenziando, appunto, come esso non possa essere che una piattaforma capace di supportare le Operations.

D’altra parte, la formalizzazione della locuzione, avvenuta nel 2002, attribuita a Michael Grieves, oggi al Florida Institute of Technology, presso la University of Michigan, si contestualizza nelle riflessioni attinenti al PLM.

Per la verità, l’autore medesimo ne riconosce la paternità a John Vickers, che collaborava con lui presso la NASA.

Lo stesso Grieves sostiene, in effetti, con riferimento al Product Lifecycle Management che si tratti di produrre concettualmente un «modello» che dinamicamente consente, tra gli altri, di gestire proprio il funzionamento tra istanti di guasti e di predire l’andamento dei livelli prestazionali.

Cristina Savian ha, poi, recentemente discusso i dettagli del tema applicato al settore presso la Bartlett School di University College London, partendo dai riferimenti agli altri settori industriali.

Tutto questo contribuisce a far sorgere alcuni interrogativi: è possibile commissionare e progettare i servizi come previsione analitica dei comportamenti degli utenti? Il gemello digitale saprà contribuire all’efficienza del suo analogo fisico, analogico, arrecando in sé una vasta conoscenza del «funzionamento» e del «guasto»?

Non si tratta evidentemente di domande retoriche se esse si traducono nei malesseri degli occupanti (e della loro «improduttività») e nei collassi delle opere.

Ma gestire il gemello digitale significherà, inevitabilmente, essere in grado di erogare una molteplicità di servizi alla persona attraverso il cespite o i cespiti, andando oltre, ad esempio, il Facility Management.

Quel che è certo è che sposare l'approccio al Digital Twin, così come al Cognitive Built Asset, significa accettare la logica industriale per la catena di fornitura del Product Lifecycle Management nonché quella contrattuale collaborativa del Perfornance-Based o del Social Outcome-Based Contract.

L’impressione è che l’uso disinvolto di acronimi e di locuzioni rischi di indurre gli operatori del settore verso dimensioni di cui non siano pienamente consapevoli, ma che implicano radicali cambiamenti di stato.