La gestione delle informazioni nella progettazione della Manutenzione, dal CAD al BIM

L’obiettivo di questa breve nota è quello di introdurre, in termini operativi, il tema della gestione della progettazione della Manutenzione attraverso gli strumenti informatici attualmente presenti sul mercato; dal CAD “Computer Aid Design” al BIM “Building Information Modeling.

Già nel corso degli anni ‘60 e ‘70 l’industria (in primis quella automobilistica, navale e aerospaziale) aveva colto le potenzialità derivanti dall’uso dei CAD, in termini di maggiore rapidità di elaborazione e rilavorazione dei progetti, di riduzione degli errori e di avanzamento dell’automazione in fabbrica.

Il mondo delle costruzioni non colse immediatamente le opportunità offerte dai nuovi strumenti e cominciò a utilizzare i sistemi CAD solo nella seconda metà degli anni ‘70; ma una svolta importante arriverà a metà degli anni ‘80 quando agli oggetti grafici diventa possibile associare parametri e regole in grado di offrire rilevanti vantaggi per la gestione del progetto nel suo insieme.

Tali oggetti vengono definiti “intelligenti” per la loro capacità di auto-aggiornarsi, anche in risposta a modifiche apportate dal progettista ad altri oggetti ma tra loro collegati: ne consegue un’automatica propagazione delle modifiche apportate e un aggiornamento continuo e costante dell’intero modello virtuale.

Da qui il passaggio ad oggetti contenenti non solo parametri di tipo geometrico ma anche informazioni specifiche delle entità reali da essi rappresentate. Diventa, così, possibile aggiungere agli oggetti le caratteristiche termofisiche, di costo, di resistenza meccanica, etc., con interrelazioni automatiche tra le modifiche dell’oggetto e l’aggiornamento delle stesse informazioni ad esso collegate.

Dunque, si apre così la strada ad una nuova tecnologia, il BIM appunto.

Autodesk®, azienda leader del mercato dei software, descrive il BIM come “un processo intelligente basato su modelli 3D che fornisce ai professionisti dell’architettura, dell’ingegneria e delle costruzioni (AEC) l’intuizione e gli strumenti per pianificare, progettare, costruire e gestire in modo più efficiente edifici e infrastrutture”.

Bisogna specificare tuttavia che il BIM non è solo uno strumento di progettazione o di visualizzazione, si tratta bensì di un processo che permette la creazione di un modello contenente tutte le informazioni relative al ciclo di vita dell’edificio e ai suoi requisiti di Manutenzione.

Una caratteristica fondamentale della metodologia BIM è l’interoperabilità, ovvero la condivisione dei dati tra tutti gli attori coinvolti (partendo dai progettisti dell’edificio all’impresa di costruzione, fino ai proprietari e ai gestori dell’immobile), al fine di inserire, estrarre, aggiornare o modificare le informazioni nel modello.

La condivisione dei dati porta numerosi vantaggi; tra questi i dieci più significativi sono:

1. Riduzione della duplicazione dei dati;

2. Controllo e verifica delle incongruenze tra i diversi modelli;

3. Ottimizzazione di costi e risorse;

4. Aggiornamento del modello complessivo;

5. Interoperabilità;

6. Migliore collaborazione tra i team;

7. Cicli di vita del progetto più brevi;

8. Gestione migliorata delle strutture;

9. Siti di costruzione più sicuri;

10. Visualizzazione del progetto sovralimentato.

Si tratta di vantaggi così tangibili che molti Paesi hanno reso obbligatorio l’uso del BIM per qualsiasi nuovo progetto di costruzione e infrastruttura finanziato con fondi pubblici.

Anche in Italia ci si sta muovendo verso l’obbligo dell’uso delle metodologie BIM per le opere pubbliche. Dal 1° gennaio 2022, infatti, tutte le opere pubbliche con valore pari o superiore a 15 milioni devono essere sviluppate con il metodo BIM, mentre dal 2025 la soglia scenderà ad un valore pari o superiore a 1 milione di euro.

È per questo che oggi sono numerosi gli operatori economici (società di progettazione, grandi imprese, stazioni appaltanti, piuttosto che committenze pubbliche e private, ecc.) che si sono “evolute al BIM”, investendo nell’innovazione e nella digitalizzazione.

La Manutenzione nel processo edilizio (le diverse tipologie di Manutenzione)

La sesta dimensione del BIM (6D), riguarda il facility management e permette di ottimizzare la gestione e la Manutenzione dell’oggetto edilizio per tutto il suo ciclo di vita, fornendo informazioni sui singoli componenti: dagli impianti tecnici alle finiture.

La programmazione della Manutenzione in fase di progettazione è senza ombra di dubbio una delle maggiori potenzialità del BIM.

La norma UNI EN 133006:2018 definisce la Manutenzione come “combinazione di tutte le azioni tecniche, amministrative e gestionali, durante il ciclo di vita di un’entità, destinate a mantenerla o riportarla in uno stato in cui possa eseguire la funzione richiesta”.[1]

La norma definisce anche il concetto di strategia di Manutenzione, ovvero il metodo gestionale utilizzato allo scopo di raggiungere gli obiettivi della Manutenzione.

In tal senso le tipologie di Manutenzione sono indispensabili per massimizzare la produttività e l’efficienza e se ben strutturate sono determinanti per il successo di un business.

Una buona Manutenzione, intesa non solo come un semplice insieme di azioni tecniche correttive ma altresì come piano per l’ottimizzazione generale di un’impresa, rappresenta infatti un vero valore aggiunto che consente di offrire un servizio completo e di qualità.

Le tipologie della Manutenzione

Le tipologie di Manutenzione possono essere così suddivise e riassunte[2]:

La Manutenzione ordinaria è l’insieme degli interventi che riguardano opere di riparazione, rinnovamento e sostituzione delle finiture necessarie a integrare o mantenere in efficienza gli impianti tecnologici esistenti. L’obiettivo è quindi intervenire su un guasto o garantire il ciclo di vita utile di un asset.

La Manutenzione straordinaria, invece, è l’insieme delle opere e delle modifiche necessarie per rinnovare e sostituire componenti anche strutturali, oltre che a realizzare e integrare i servizi tecnologici aggiuntivi. Si occupa quindi di prevenzione e miglioramento.

La Manutenzione migliorativa rientra nella Manutenzione straordinaria ed ha l’obiettivo di mantenere le prestazioni delle attrezzature apportando miglioramenti tecnici a un intero impianto o a singole unità. Questa strategia manutentiva, quindi, non deriva da guasti o malfunzionamenti, ma risponde a esigenze di miglioramento.

La Manutenzione correttiva prevede che si intervenga per riparare un guasto, sostituire un componente o fare attività di revisione solo quando il danno si è già verificato. Comprende tutte le azioni necessarie a ripristinare le funzioni originarie del sistema e ha lo scopo di rimuovere ogni problema che impedisca il funzionamento o la riduzione delle prestazioni occupandosi delle usure.

La Manutenzione preventiva ha l’obiettivo principale di estendere il ciclo di vita degli asset, in modo da prevenire un eccessivo degrado qualitativo e quantitativo della produzione. Questo obiettivo è raggiunto tramite ispezioni periodiche o sulla base di particolari metriche scelte dal manutentore, in modo tale che interventi di prevenzione necessari ma non ancora palesi possano essere effettuati prima che si verifichi un’usura eccessiva o un guasto.

La Manutenzione predittiva è una Manutenzione preventiva effettuata a seguito dell’individuazione e della misurazione di uno o più parametri e dall’estrapolazione secondo modelli appropriati del tempo residuo prima del guasto.

Manutenzione controllata: è un particolare tipo di Manutenzione preventiva che permette di assicurare una qualità del servizio desiderata mediante l’applicazione sistematica di tecniche di analisi che usano mezzi di supervisione centralizzata e/o un campionamento per minimizzare la Manutenzione preventiva e ridurre la Manutenzione correttiva.

Con Manutenzione secondo condizione si intendono tutte quelle azioni di prevenzione subordinate al raggiungimento di una determinata condizione di un asset che può variare per metriche quali il chilometraggio, numero di battute, tempo di lavoro etc.

L’attività di Manutenzione, in tutte le sue tipologie, è senz’ombra di dubbio un elemento fondamentale nel processo edilizio, si ritrova infatti a coprire un ruolo di primo piano.

L’ottimizzazione di tale attività si rende dunque necessaria ed ancora una volta possiamo ricollegarci al BIM e al suo utilizzo. In questo senso, il modello progettuale (BIM) evolve in quello costruttivo Plan Implementation Model (PIM) e alla fine in quello gestionale Asset Information Management (AIM) lungo la vita del progetto, andando ad arricchirsi di informazioni e dati utili al Facility Manager nelle sue attività di esercizio e Manutenzione degli asset[3].

Un committente deve poter controllare l’intero processo progettuale e costruttivo con l’obiettivo di ottenere tutti i dati e le informazioni necessarie a gestire l’immobile. Come tale ha bisogno di una soluzione che consenta di lavorare in maniera coordinata in un unico ambiente progettuale e su un unico modello, dando la possibilità a tutti i soggetti coinvolti nel processo di essere sempre aggiornati e informati sul suo sviluppo e garantendo indipendenza e la trasparenza, anche come elemento probante in caso di dispute o contenziosi.

Così come per la redazione di un piano manutentivo, anche per la messa in pratica di programmi manutentivi esistono software in grado di dialogare con gli stessi strumenti innovativi per il BIM, con i quali vengono implementati i modelli, partendo dalle informazioni CAD, ed integrandole con un piano di acquisizione delle trasformazioni intervenute, negli anni, al fine di restituire il reale stato di fatto dell’opera che ci si prefigge di gestire[4].

Tradizionalmente questi prodotti devono incrociare informazioni grafiche e dati, ossia planimetrie del costruito ubicative di oggetti manutentivi e schede tecniche degli stessi, anagrafiche aziendali di utenti, manutentori, fornitori etc.

Le aziende fornitrici di software BIM authoring spesso forniscono una serie di servizi e programmi che dialogano tra loro utilizzando formati di condivisione dati sviluppati dalle stesse aziende e quindi non utilizzabili su altre piattaforme di altre compagnie.

Per ovviare a ciò, e rendere effettiva l’interoperabilità, sono stati sviluppati dei formati pubblici, i cosiddetti “formati aperti”, utilizzabili da tutti i software e alle basi delle normative vigenti in campo BIM; il più comune ed utilizzato di questi formati in ambito BIM è quello IFC, acronimo di Industry Foundation Classes.

Lo standard IFC codificato dalla norma ISO 16739-1:2018[5][6][7][8], è uno schema di dati e un formato di interscambio per BIM che si pone l’obiettivo di descrivere in maniera esaustiva le componenti geometriche e la semantica caratteristica di tutto il settore delle costruzioni.

L’iniziativa IFC nasce nel 1994, quando un consorzio industriale investì nella realizzazione di un apposito codice informatico (insieme di classi C++) in grado di supportare lo sviluppo di applicazioni integrate; dodici società statunitensi aderirono al consorzio, che prese il nome di “Industry Alliance for Interoperability”[9].

Nel settembre 1995 il consorzio aprì l’adesione a tutte le parti interessate e nel 1997 cambiò il suo nome in “International Alliance for Interoperability”.

La nuova “Alleanza” fu ricostituita come Organizzazione no profit, con l’obiettivo di sviluppare e promuovere l’Industry Foundation Classes (IFC) come modello di dati neutro, utile a raccogliere informazioni relative a tutto il ciclo di vita di un edificio e dei suoi impianti.

Dal 2005 l’Alleanza porta avanti le proprie attività tramite BuildingSMART, un processo di certificazione che assicura la correttezza dell’importazione ed esportazione dei propri dati IFC, con la garanzia di conformità agli standard.

Il formato IFC è aperto, libero e ben documentato. Fornendo un’interfaccia IFC per l’esportazione e l’importazione conforme allo standard IFC, i fornitori di applicazioni software sono in grado di fornire l’interoperabilità con centinaia di altri strumenti ed applicazioni BIM.

IFC 4.3, che è l’ultima versione di IFC creata da buildingSMART International e disponibile a copertura dei domini delle ferrovie, strade, ponti e porti, ha intrapreso il percorso ISO [acronimo di International Organization for Standardization – N.d.R.]. Il piano prevede che diventi la nuova versione dello standard ISO 16739 entro il primo trimestre del 2023.

Questo piano è attuabile grazie ad un protocollo di intesa, firmato tra buildingSMART International e ISO, che prevede la creazione e la Manutenzione degli standard per l’openBIM all’interno dell’associazione internazionale BuildingSMART e la loro approvazione da parte dell’ISO con modalità più snelle e rapide del solito. Conseguentemente il Comitato Europeo di Normazione (CEN) e l’Ente Italiano di Unificazione (UNI) recepiranno lo standard ISO.

Dal DWG all’IFC 4.3

Dopo il rilascio ufficiale, da parte di BuildingSMART, dello standard IFC 4.3, Autodesk® è stata molto veloce nello sviluppare questa estensione, che per ora è disponibile per la versione 2022 di Civil 3D, non ancora per la 2023, che verrà rilasciata in breve tempo.

Di seguito la procedura indicata da Autodesk® per l’esportazione nel formato IFC:

  1. Fare clic su Esporta IFC Trova. In alternativa, nella riga di comando, immetti ifcexport;
  • Nella finestra di dialogo Esporta in IFC, specificare le seguenti proprietà:

Per Numero progetto, immettere un numero di progetto per il disegno.

Per Nome progetto, modificare il nome se necessario. Per impostazione predefinita, il nome del progetto è il nome del disegno esportato;

  • Fare clic su Sfoglia per modificare la posizione predefinita di esportazione del file IFC e fare clic su Salva.

Nota: se si desidera esportare in un file zip, selezionare il file IFCZIP (*.ifczip) dall’elenco a discesa Tipo file;

  • In File di disegno selezionare i file di disegno da esportare. Gli xrif contenuti nel disegno esportato sono elencati nella vista ad albero sotto il nome del disegno. Se sono stati scaricati nel disegno, sono ombreggiati nella finestra di dialogo Esporta in IFC. Se si seleziona un xrif al livello superiore, vengono selezionati anche tutti gli xrif nidificati all’interno di questo disegno. Espandere il livello superiore e selezionare gli xrif singolarmente, se necessario;
  • Se si desidera modificare le etichette per gli xrif, fare clic sull’etichetta nella colonna Struttura IFC e selezionare un livello diverso dall’elenco a discesa oppure inserire il testo nel campo. Se si desidera che gli xrif vengano visualizzati come un livello distinto all’interno del file IFC, specificare diverse etichette di identificazione in Struttura IFC. È possibile specificare lo stesso identificatore, ad esempio Level (1), per più xrif per combinare gli oggetti all’interno di tali xrif in un IfcBuildingStorey.

Nota: se i disegni sono stati assegnati ai livelli come parte di un progetto di AutoCAD Architecture, per impostazione predefinita viene visualizzata un’etichetta corrispondente in Struttura IFC. In caso contrario, vengono mappati al Livello 1 per impostazione predefinita;

  • Immettere una descrizione del file per l’esportazione. È possibile selezionare più file di disegno e modificare contemporaneamente tutte le etichette o le descrizioni;
  • Se necessario, fai clic su Opzioni per specificare le opzioni di esportazione, ad esempio la versione dello schema da utilizzare e i tipi di oggetto da esportare.
  • I sistemi di coordinate del disegno possono essere esportati utilizzando la versione dello schema 4 o 4×1. Se a un disegno viene assegnato un sistema di coordinate, le informazioni vengono incluse automaticamente nell’esportazione IFC. Quando il file IFC viene importato, al disegno principale creato viene assegnato il sistema di coordinate trovato nel file IFC importato;
  • I tracciati di Autodesk Civil 3D® e i relativi dati del profilo del terreno finito associati possono essere esportati utilizzando la versione dello schema 4×1.

Nota: per ogni tracciato, viene esportato un singolo profilo terreno finito.

Se necessario, fare clic su Risorsa e assegnazione per creare istanze IFC e definire le proprietà della risorsa;

  • Fare clic su Esporta.

Al momento risulta possibile effettuare la conversione in maniera diretta solamente attraverso Civil 3D 2022®[10], esistono tuttavia soluzioni alternative.

È bene specificare che i metodi che verranno descritti non esportano il file DWG in IFC 4.3, ma bensì in IFC di versioni precedenti, che variano in base al metodo utilizzato. È sempre possibile utilizzare un IFC non aggiornato su un programma compatibile con la versione 4.3. In questo caso però, bisogna mettere in conto un’eventuale perdita o modifica dei dati presenti nel progetto in fase di conversione.

Autodesk® mette a disposizione altri software in grado di convertire un file DWG in un file IFC. È infatti possibile l’utilizzo di uno dei set di strumenti AutoCAD® che include la funzionalità di esportazione IFC; parliamo di AutoCAD Architecture®[11] e AutoCAD MEP®.

Le altre due soluzioni suggerite da Autodesk® sono Revit® e Navisworks®. Il primo supporta infatti il formato di file DWG e l’esportazione in IFC ed è possibile, inoltre, aprire il file DWG in Navisworks® ed utilizzare un modulo aggiuntivo di terze parti per l’esportazione nel formato IFC da Navisworks®.

Esistono anche alternative gratuite ai programmi sviluppati da Autodesk®; tra queste la più diffusa è quella di usBIM.viewer+®, programma gratuito sviluppato dall’azienda italiana ACCA®.

A cura di Fabio La Porta, Matteo Brundia, Simona Giangreco e Marvina Shehu


[1] Metodologia BIM e interoperabilità per il facility management in ambito MEP – consultabile sul sito: https://webthesis.biblio.polito.it/17160/1/tesi.pdf

[2] https://www.Manutenzione-online.com/articolo/la-certificazione-accreditata-in-conformita-alla-uni-en-156282014/

[3] https://www.infocad.fm/news-eventi/evoluzione-del-piano-manutentivo-di-un-opera-nel-processo-bim

[4] https://www.descor.com/news-eventi/evoluzione-del-piano-di-Manutenzione-di-un-opera-nel-processo-bim

[5] Metodologia BIM e interoperabilità per il facility management in ambito MEP – consultabile sul sito: https://webthesis.biblio.polito.it/17160/1/tesi.pdf

[6] Lo standard ISO 16739 Indutry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and Facility Management industries – Part 1:data Schema: https://www.iso.org/standard/70303.html

[7] https://www.autodesk.it/products/autocad/included-toolsets/autocad-architecture

[8] https://www.bimportale.com/autocad-civil-3d-2022/

[9] https://biblus.acca.it/focus/ifc-cose-e-quali-sono-i-vantaggi/

[10] https://www.bimportale.com/autocad-civil-3d-2022/

[11] https://www.autodesk.it/products/autocad/included-toolsets/autocad-architecture

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