BIM: Le N Dimensioni del Cantiere Digitalizzato

Immaginiamo il punto di vista di una Impresa Generale di Costruzioni che disponga, almeno parzialmente, di un Modello Informativo Federato che presenti la granularità e il dettaglio di un Progetto Costruttivo, definito in virtù della contrattazione coi Fornitori e coi Subappaltatori, successivamente alla aggiudicazione e alla sottoscrizione del contratto di appalto.
Il che si sostanzia, almeno nella speculazione teorica, in virtù del fatto che una Impresa Specializzata sappia eseguire meglio di quella Generale le specifiche lavorazioni a un prezzo o costo (secondo le ottiche) inferiore, cosicché il Modello Informativo che coordina tutte le Discipline, messo a punto dai Progettisti, per conto del Committente nella Progettazione a Esecutiva, sia già stato sottoposto al vaglio dell'Impresa Generale e riconfigurato con l'apporto dei Fornitori e dei Sub Appaltatori.
È questo, ovviamente, un Modello Informativo ricco di informazioni geometrico dimensionali e alfa numeriche estremamente dettagliate, che, in ispecie, abbiano subito, appunto, il vaglio della approvazione e della contrattualizzazione e che, di conseguenza, funge da meccanismo regolatore delle relazioni contrattuali subordinate al contratto di appalto principale.
Ciò significa che l'accesso a questo Modello Informativo, detenuto dalla Impresa Generale, da parte dell'Ufficio di Direzione dei Lavori, del Coordinatore per la Sicurezza in Fase di Esecuzione, della Commissione (eventuale) di Collaudo in Corso d'Opera e del Responsabile Unico del Procedimento, dovrà essere accuratamente disciplinato attraverso i negozî, contenendo dati sensibili, la cui condivisione può essere, in taluni casi, peraltro augurabile.
Non si dimentichi, tuttavia, che questo Modello Informativo, il cui esito finale non potrà che essere costituito dal Modello As Built, prodromico all'Asset Information Model, utile per la Gestione del Cespite, riflette le configurazioni funzionali alle logiche dei Contratti di Sub Appalto e di Fornitura, strutturando dati e informazioni in maniera probabilmente differente da quanto avrebbero fatto i Progettisti, in precedenza.
Non solo, ovviamente, a determinate condizioni sarà possibile gestire, attraverso quel Modello, accuratamente le quantità da «produrre» (da realizzare in opera o da assemblare, così come da demolire o da conservare), ma, soprattutto, si potrebbe «manipolare», «maneggiare», attraverso, ad esempio, un ologramma visibile su dispositivi oculari indossabili, ciascun «oggetto», ciascun «componente».
Naturalmente si tratta di un approccio che implica il coinvolgimento attivo e non mediato dei principali Fornitori e Subappaltatori sia nella configurazione dei Modelli Informativi Disciplinari sia nella pianificazione dei programmi di produzione a breve termine, in accordo alle modalità della Lean Construction, a partire dell'implementazione del Last Planner System.
Questa osservazione spiega bene come l'approccio collaborativo, teso a implementare efficienza ed efficacia nei processi cantieristici, non sia pienamente compatibile con attitudini di altra natura da parte dell'Impresa Generale verso la propria Catena di Fornitura, sia nella adozione di rapporti di forza sui contenuti economici e sulle scadenze temporali sia nella concertazione delle soluzioni organizzative e tecnologiche sia, infine, nel differimento intenzionale delle scelte operative.
In realtà, la prima difficoltà che si deve affrontare riguarda la «costruzione», in verità, la configurazione, del programma dei lavori in maniera coerente tra la definizione delle entità che compongono il Modello Informativo e la sequenza costruttiva che per esso si prevede.
Sappiamo bene, peraltro, che sussiste una fondamentale differenza tra una articolazione della visualizzazione degli elementi per fasi temporali e un sequenziamento diacronico che non contempla solo i componenti, ma anche l'intera organizzazione del cantiere.
L'ologramma di cui si parlava in precedenza arricchirebbe, dunque, lo scenario di oggetti di altra natura (dalle recinzioni ai macchinari, dagli operatori alle opere provvisionali), anche se in maniera «statica», non capace di riprodurre le situazioni contingenti e aleatorie che capillarmente si riscontrano nel corso dei lavori.
D'altra parte, tutti gli oggetti sin qui menzionati si collocano entro una dimensione, anzitutto, spaziale: ecco perché il Modello che appelliamo come 4D e 5D si pone, in primo luogo, come strutturazione delle aree di cantiere, in cui sussistano precise regole di stazionamento e di attraversamento, che possono essere algoritmicamente verificate e validate nelle simulazioni.
Accanto alla logica del tempo si evidenzia la razionalità dello spazio, cercandone di stabilire le condizioni di operabilità e di semi automatizzarne la occupazione spaziale in termini temporali.
Ciò spiega perché nella simulazione predittiva dei lavori sia praticabile il ricorso ai game engine, capaci di validare, appunto, le situazioni di interazione tra gli agenti e gli elementi, sotto il profilo comportamentale, oltre che di mera interazione.
In ogni caso, è, ad esempio, ampiamente provato che il Model Checking potrebbe essere effettuato su scene tridimensionali derivanti dallo stato attuale dell'avanzamento dei lavori per identificare conflitti areali o volumici tra potenziali agenti dannosi ovvero per identificare vuoti da proteggere contro la possibilità di caduta dall'alto o in profondità.
La dimensione spaziale ci ricorda, inoltre, anche che gli elementi da «realizzare» sono entità georeferenziate, collocate in un preciso ambito spaziale del cantiere che, per essere, tali, richiedono il consumo di un determinato numero di risorse (quelle derivanti dal computo metrico e dall'analisi dei prezzi) assorbite dalle singole localizzazioni.
Di conseguenza, in un cantiere che è stato precedentemente connotato in senso spaziale, come vincolo preliminare, le sequenze temporali dipendono dalla disponibilità effettiva dalla continuità di impiego delle risorse umane e strumentali entro vincoli spazialmente precisati.
Ovviamente, nel momento in cui si parla di fabbisogno di risorse va da sé che esse debbano essere selezionate, ordinate, prodotte, movimentate e, infine, consegnate.
Per questa ragione, a ciascun componente è possibile associare non solo un ruolo nella sequenza realizzativa in cantiere, bensì pure uno specifico programma di approvvigionamento, il cui monitoraggio e controllo, consentirà di rettificare tempestivamente la programmazione produttiva di dettaglio a una o due settimane e permetterà di assicurare l'impiego ottimale, senza interruzioni né discontinuità delle risorse umane e strumentali effettivamente disponibili.
Le entità che compaiono entro la sequenza costruttiva, d'altronde, possono essere collegate a a documenti contrattuali liste di riscontro che ne abilitano il controllo relativo allo stato di avanzamento, alla qualità, alla salute, alla sicurezza, all'ambiente: in accettazione, durante lo svolgimento dei lavori, nel corso del collaudo: oltre che ai relativi dati (e documenti) di registrazione dei controlli.
Del resto, ben sappiamo che la stessa semantica computazionale permetterebbe di dedurre c distanza e tempestivamente, da giornali dei lavori redatti digitalmente condizioni di criticità e di riportarne automaticamente i contenuti nel programma dei lavori.
Naturalmente, il Sistema di Gestione Integrato Qualità Ambiente Salute Sicurezza, nella versione On Site, On Line, On Real Time può, da parte dell'Impresa Generale, essere, almeno parzialmente, condiviso con la Direzione dei Lavori.
Ancora una volta, però, la nozione di Collaborazione deve confrontarsi con gli interessi contrattuali delle (Contro) Parti, per cui la trasparenza del dato innesca un rapporto complesso di attribuzione di responsabilità tra la Committenza e la Catena di Fornitura.
Allo stesso modo, la Geospazializzazione della Catena di Fornitura estende i limiti del cantiere includendovi, sul territorio, appunto, i luoghi del suo Indotto, ivi comprese le discariche, nel senso che tutto ciò che accade nel luogo denominato come cantiere è profondamente influenzato da ciò che si verifica al di fuori di esso.
Che si tratti di realtà virtuale, di realtà aumentata o di realtà mista, l'intera simulazione dei lavori può essere trasferita in ambienti immersivi.
Naturalmente, non si tratta di elaborare deterministicamente un programma dei lavori, bensì di di ipotizzarne e di simularne molteplici in maniera probabilistica, così da avvalersi di algoritmi che possano supportare la scelta delle sequenze e delle relazioni ottimali in modalità semi automatica.
Tutto questo dispiegamento di metodi e di tecnologie deve, però, naturalmente essere trasposto nella fase realizzativa vera e propria, in cui da un lato, occorrerà raccogliere e trasmettere dal terreno in remoto i dati, vale a dire occorrerà organizzare i flussi informativi, in maniera tempestiva, possibilmente in tempo reale, mentre, dall'altro, si potrà supportare meglio i conseguenti processi decisionali.
Per prima cosa, la generazione dei dati attinenti al monitoraggio dei lavori deriverà da una raccolta «soggettiva» di operatori e da un invio «oggettivo» da parte di sensori, indossabili dai primi, oltre che posizionati sui macchinari e sui componenti.
Vi sono, peraltro, soluzioni ibride che permettono all'operatore di validare soggettivamente gli accadimenti cantieristici collegandosi al Modello Informativo di riferimento attraverso dispositivi indossabili di realtà aumentata, anziché grazie al tablet connesso on line in cloud.
Analogamente operano i sistemi di sovrapposizione delle scene tridimensionali relative alle nuvole di punti dell'As Built ottenute con Laser Scanning e Digital Imaging utilizzando dispositivi montati su droni, nei confronti delle analoghe scene del Modello di Simulazione 4D, in cui, però, si cerca di ridurre il grado di interpretazione soggettiva dello stato di avanzamento dei lavori.
A questo proposito, l'attore umano o strumentale che è oggetto della rilevazione è sempre geolocalizzato: il che permette di ricondursi al ragionamento precedente sulla localizzazione, appunto, delle risorse che si muovono o che si stabilizzano all'interno delle aree del cantiere.
In realtà, molti dei macchinari oggi presenti in cantiere potranno, alla stregua dei luoghi produttivi manifatturieri dell'Indotto, presentare un elevato grado di robotizzazione e di automazione, sino a giungere ai macchinari guidati a distanza e, in seguito, addirittura autonomi, che operano sulla base, tra le altre cose, del Modello Informativo.
A questo proposito, sempre in tempo reale, sarà possibile incrementare il Livello di Sostenibilità e di Circolarità della attività del cantiere medesimo.
Naturalmente, la possibilità di aggiornare tempestivamente l'andamento dei lavori permette di rettificare le previsioni in ambito simulativo e, addirittura, con la realtà aumentata, «leggendo» sugli oggetti in loco le curve storiche e previsionali di tempo e di costo dell'Earned Value Management.
La sensoristica messa a disposizione, a partire dalla produzione dei componenti in fabbrica sino al loro trasporto, al loro stoccaggio in cantiere e alla loro posa in opera, permetterà di valutarne il grado di coerenza e di conformità con rapidità, così da generare celermente gli stati di avanzamento dei lavori e di attivare i corrispondenti (certificati di) pagamenti.
Qui il passaggio decisivo avverrà allorché i componenti medesimi, opportunamente sensorizzati, saranno in grado di comunicare ai destinatari (nel Cantiere Connesso, nell'IoTed Construction Site) la conformità della loro posa in opera, del loro assemblaggio, della loro installazione, così come, prima, avranno trasmesso la valutazione delle condizioni di conformità nel corso del trasporto, alla consegna in accettazione, durante il periodo di stoccaggio.
Qualora le condizioni contrattuali del contratto di fornitura o di subappalto siano state redatte attraverso un codice di calcolo, lo Smart Contract, i dati trasmessi dal componente sensorizzato consentiranno tanto di attivare immediatamente il pagamento all'Impresa Generale, tramite il Blockchained Payment System, quanto di farlo nei confronti dell'intera Catena di Fornitura.
La sensoristica potrà, certamente, supportare la sorveglianza sui processi cantieristici sotto i diversi profili, a iniziare dallo accertamento della regolarità dei lavoratori presenti e della loro localizzazione in cantiere, ma essa indurrà elevate moli di dati che dovranno essere accuratamente e celermente analizzate per poter rivedere le simulazioni (il programma rettificato dei lavori) e per disporre di dispositivi semi automatici di analisi delle cause degli scostamenti e, al limite, in grado di attivare decisioni e risorse umane e strumentali.
Ecco che, perciò, alle potenzialità del Sistema di Simulazione dei Lavori e a quello di Gestione Tempestiva e Geospaziale degli stessi, si associa l'elemento più innovativo: il Supporto Semi Automatico ai Processi Decisionali.
Tutti e tre questi campi sono tipici dell'Industria 4.0, ma chiaramente l'ultimo ne costituisce la più intima essenza.
Se, infatti, il primo ambito permette di anticipare una serie di situazioni critiche che si prevede possano verificarsi nel corso dei lavori e il secondo consente di aggiustare in tempo reale gli a cedimenti grazie a metriche accurate, il terzo sfrutta al meglio, con l'introduzione dell'Intelligenza Artificiale, la considerevole mole di dati che si originano nell'Ecosistema Digitale  e che, altrimenti, creerebbero «rumore», diseconomia, per inferirvi, pure in remoto, scostamenti, cause e misure preventive e correttive.
Ecco perché si parla di Cantiere Cognitivo.