BIM: storia e terminologia del Building Information Modeling

Il BIM viene spesso collegato ad una tendenza tecnologica e culturale, associata al periodo dei primi anni 2000. Niente di più sbagliato! Il BIM affonda le sue radici in un epoca molto più lontana, un epoca, durante la quale, l’informatica era agli albori, e negli uffici della stragrande maggioranza delle engineering non c’era nemmeno un computer, ma solo tecnigrafi e carta.

BIM: la nascita del Building Information Modeling

Era il 1974, quando Charles M. Eastman, docente della Carnegie -Mellon University di Pittsburgh, teorizzò un processo di progettazione dell’edificio, denominato inizialmente BDS, ovvero, Building Description System, il quale sarebbe stato poi rinominato come BIM ovvero Building Information Modelling. Tale metodo viene definito come “Una rappresentazione virtuale, e parametrica dell’opera, in grado di contenere informazioni”.

Quanto enunciato da Eastman, rimase però un concetto confinato agli ambienti della ricerca e della sperimentazione, fino a quando non si son verificate le condizioni necessarie affinché questa metodologia potesse svilupparsi e diffondersi come standard. Le condizioni che hanno portato all’avvento del BIM si sono verificate all’inizio degli anni 2000, in questo periodo si sono venute a creare 3 condizioni che hanno reso possibile e necessario un approccio totalmente diverso al processo progettuale.

Le tre condizioni del BIM

La prima condizione è stato lo sviluppo di hardware e computer con prestazioni che surclassavano in maniera schiacciante quanto era lo stato dell’arte verso la fine degli anni 90, basti pensare ai processori multi-core, ai sistemi operativi con architettura x64, e alle prime GPU ottimizzate per il computing. Questa condizione è stata fondamentale, perché ha reso possibile lo sviluppo di software sempre più potenti, complessi e articolati, i quali richiedevano risorse hardware enormemente maggiori rispetto a quello che era lo standard precedente.

La seconda condizione si è verificata con l’aumento delle dimensioni e della complessità dei progetti. Progetti sempre più complessi, articolati, multi disciplinari, in cui sono coinvolti un numero sempre più elevato di progettisti, chiamati a inserire una quantità di informazioni sempre maggiore, e che necessitano un coordinamento molto strutturato, per poter lavorare in maniera efficace. In questo scenario, l’approccio progettuale classico inizia a mostrare rapidamente i suoi limiti, evidenziando problematiche in tutte le fasi di sviluppo dell’opera, ma specialmente nella fase di realizzazione, dove, per ovvi motivi, il rapporto costo/variante è decisamente sbilanciato verso il primo fattore.

La terza condizione si è venuta a creare, in parte come conseguenza diretta della seconda, nel momento in cui è sorta la necessità di ottimizzare tempi e costi. La gestione di progetti complessi, con standard prestazionali sempre più elevati, e tempi di realizzazione brevi, hanno reso necessario un cambio di paradigma, un nuovo approccio progettuale, nuovi strumenti, ed un approccio, per certi aspetti, molto vicino ad un processo produttivo industriale.

Il BIM oggi: approccio e definizione

BIM, acronimo di Building Information Modelling, è una metodologia di progettazione, costruzione e gestione di edifici e infrastrutture, che utilizza che utilizza un modello digitale tridimensionale, per rappresentare tutte le informazioni necessarie relative al ciclo di vita dell’edificio, dalla progettazione fino alla sua demolizione.

Un approccio di questo tipo, è in grado di fare fronte alle necessità e alle nuove condizioni presenti nello scenario. Nel dettaglio, andiamo a vedere come si caratterizza un processo BIM.

Dimensioni del Processo BIM

Il primo livello di definizione, caratterizzante un processo BIM è quello relativo alle Dimensioni del BIM.

In riferimento alla Norma UNI 11337 vengono riconosciute 5 dimensioni del BIM:

• 3D, la restituzione tridimensionale del manufatto. La rappresentazione di un oggetto solido, anziché una sua rappresentazione bidimensionale, permette una più completa analisi e integrazione nel contesto di inserimento, sia nella fase progettuale che in quella di coordinamento, dove, diventa requisito fondamentale per una corretta ed efficace analisi dele interferenze.
• 4D, ogni attività ha un suo tempo e una sua durata. La necessità di gestire il tempo non è un aspetto della commessa legato solo alla parte “management”, anche in ambito prettamente progettuale il fattore temporale è un elemento estremamente rilevante, se il nostro obiettivo è un modello che simuli in tutto e per tutto ciò che avverrà nelle sue fasi future, di progettazione e di realizzazione. Il processo BIM, consente un collegamento, tra l’oggetto temporale (Attività) e l’oggetto fisico (Opera), scomposto in una struttura analitica detta WBS ovvero Work Breakdown Structure. La creazione e l’assegnazione della WBS diventa vitale anche in altri aspetti successivi.
• 5D, quantificazione e costo. Le attività di preventivazione giocano un ruolo chiave in un progetto, le quantità, prima derivate da calcoli basati su elaborati 2d, in un processo BIM sono derivate dal modello, intese come estrazione di dati in forma organizzata, i quali rappresentano le quantità degli elementi e dei materiali presenti nel modello. L’attività di estrazione delle quantità viene definita QTO, acronimo di Quantity Take Off. Questo processo rappresenta la prima fase della preventivazione, alla quale segue l’associazione di una o più voci di costo ad ogni singolo oggetto o quantità di esso. L’organizzazione di una WBS efficace, si rivela così uno strumento indispensabile non solo nella dimensione temporale(4D) ma anche nella gestione e stima costi.
• 6D, dove finisce il progetto inizia la gestione. Uno degli obiettivi a cui mira un processo BIM, è quello di ottenere, al termine dell’iter realizzativo, una copia digitale dell’opera, così come è stata realizzata, comprensiva non solo del modello con i suoi elementi, ma anche di tutta la documentazione ad essi correlata. L’insieme di elementi e informazioni, rappresentanti l’opera digitale, allineata a quella reale, viene detto “As-Built”. Sfortunatamente, questo allineamento tra oggetto reale e oggetto virtuale, è destinato ad avere vita breve, perché non appena l’opera va in esercizio, inevitabilmente va incontro ad una serie di attività come manutenzioni, modifiche, adeguamenti, che portano ad un inevitabile disallineamento del modello digitale rispetto a quello reale. Il processo BIM si estende anche a questa fase del ciclo di vita dell’opera. Tale fase ha come scopo quello di mantenere allineati i dati tra modello digitale e oggetto reale, ossia ottenere un gemello digitale dell’opera, detto anche Digital Twin.
• 7D, Impatto ambientale ed efficientamento energetico. La definizione di sviluppo sostenibile può essere indicata come la necessità di far convergere lo sfruttamento delle risorse naturali, la direzione degli investimenti, l’orientamento degli sviluppi tecnologici e degli sforzi istituzionali, verso un percorso che soddisfi in maniera bilanciata le necessità attuali, tanto quanto quelle future. In un processo così articolato e prettamente “data driven”, il processo BIM si pone come collettore dei dati che vengono utilizzati all’interno di simulazioni più o meno complesse, con diversi scopi, ad esempio: capire come un opera possa influenzare l’ambiente circostante prima ancora di realizzarla, dimensionare in maniera precisa un impianto, simulare e verificare l’efficienza energetica di un edificio. Questi, e molti altri aspetti analitici, hanno come base il dato presente all’interno del modello BIM.

LOD

I modelli presenti all’interno di un processo BIM possono variare in definizione e dettaglio, durante le varie fasi progettuali. Tali variazioni sono codificate attraverso un sistema che definisce in maniera chiara quali aspetti caratterizzano ogni singola fase progettuale: i LOD.

L’immagine non rappresenta l’albero nelle varie stagioni dell’anno, ma piuttosto, 5 modi più o meno dettagliati di indicare lo stesso oggetto, al variare del LOD ovvero Level Of Development.

Che cosa sono i LOD?

I LOD definiscono con precisione il livello di approfondimento delle informazioni che sono contenute all’interno del modello. L’insieme delle Norme UNI 11337, costituisce, ad oggi, l’apparato normativo nazionale per l’utilizzo del BIM in Italia, sulla base delle linee guida internazionali a riguardo. La Norma definisce 7 LOD, rappresentativi dei diversi livelli di sviluppo dell’opera.

Tuttavia, Il LOD è un indice generale del livello di sviluppo del modello, il quale può avere un contenuto informativo più o meno sbilanciato dal punto di vista della grafica o dei dati. A questo proposito, il LOD viene scisso in due diversi sistemi di identificazione del livello di sviluppo, il LOG e il LOI. Il LOG, acronimo di Level Of Graphic, definisce il livello di sviluppo e quindi la rappresentazione degli oggetti dal punto di vista grafico. Il Loi, acronimo di Level Of Information, definisce il livello di sviluppo e quindi il contenuto informativo, degli oggetti dal punto di vista dei dati in essi contenuti. Nello schema successivo, possiamo facilmente vedere come il LOD di un progetto sia frutto di diverse combinazioni di LOG e LOI, non necessariamente uguali l’una all’altra.

BIM: nuovi processi, nuove figure professionali

La metodologia BIM introduce novità sostanziali dal punto di vista dell’approccio progettuale e metodologico. Novità che non si limitano ad un aspetto teorico, ma vanno a definire, con la Norma UNI 11337-7, nuovi ruoli all’interno dell’organigramma operativo.

• BIM Manager: Ha il compito di gestire e aggiornare il modello BIM attraverso il coordinamento delle altre figure professionali coinvolte. Si occupa della stesura della documentazione come OGI (Offerta Gestione Informativa) e PGI (Piano Gestione Informativa). Si occupa inoltre, della scelta e della gestione dei software adottati, della libreria dei contenuti, della redazione del BIM Information Requirements, per i committenti, e dell’organizzazione, insieme al CDE Manager, dell’ambiente di condivisione dati.
• Il CDE Manager è la figura che si occupa della gestione dell’ambiente di condivisione dati e documenti ( ACDAT e ACDOC secondo Norma UNI 11337-5), in questo contesto il CDE Manager, governa i processi e gli strumenti applicativi. Fa da collante tra le varie figure BIM e la parte IT, conoscendo i processi aziendali e mediandoli rispetto alle esigenze di un processo BIM, è in grado di definire le regole di utilizzo del CDE in accordo con i processi aziendali.
• La funzione del BIM Coordinator consiste nell’attività di coordinamento del lavoro svolto dai BIM Specialist, finalizzata a garantire l’applicazione e la verifica degli standard e dei processi determinati. Partecipa alla stesura del BIM Execution Plan( PGI ovvero Piano gestione informativa secondo UNI 11337) in collaborazione con il BIM Manager per quanto riguarda gli aspetti legati alla verifica delle interferenze, la condivisione e l’aggregazione dei contenuti informativi
• Il ruolo dei BIM Specialist è focalizzato sull’utilizzo dei software di authoring, tra i compiti che competono a queste figure, rientrano: l’elaborazione e la modifica di modelli, di librerie, di elaborati grafici, oltre all’estrazione dei dati di progetto. Il BIM Specialist svolge attività di analisi tecnica la documentazione aziendale per la produzione di elaborati e modelli, in ottemperanza agli standard e alle procedure, per le discipline di competenza.

Questa introduzione ai concetti fondamentali del processo BIM, rappresenta la punta di un Iceberg, costituito dai molteplici strumenti e scenari, che possono essere presenti nelle varie fasi di un progetto. Tra gli strumenti che concorrono allo svolgimento di un processo BIM, trova sicuramente un posto di prim’ordine l’ambiente di condivisione dati, ACDAT, che sarà oggetto del prossimo articolo. Nel frattempo, restiamo a disposizione per eventuali dubbi, domande e chiarimenti su tutto ciò che riguarda il mondo BIM e non solo: trovate tutti i contatti all’interno della pagina dedicata.