Digital Factory e Building Information Modeling: la convergenza per l’ottimizzazione dei processi

Autodesk idea e sviluppa soluzioni per il settore dell’edilizia e si colloca al centro delle esigenze di progettisti, imprese di costruzione e produzione. Autodesk è un leader globale nell’integrazione di questi flussi di lavoro, e aiuta tutta la filiera dell’ingegneria e delle costruzioni a collaborare con i clienti nel modo più efficace. Con i software per l’automazione della progettazione, la progettazione meccanica, la visualizzazione dei modelli, la progettazione di linee di produzione e di celle di lavoro, la gestione del ciclo di vita dei prodotti (PLM), l’interoperabilità dei dati e la collaborazione BIM (Building Information Modeling), Autodesk collega le realtà che operano nel settore delle costruzioni con l’ecosistema BIM, le dota degli strumenti per fornire soluzioni personalizzate su larga scala e migliora l’agilità tra le organizzazioni.

Il futuro della produzione di componenti edilizi e del settore delle costruzioni è nella condivisione di informazioni di progetto tra costruttori e produttori ovvero nella convergenza digitale tra edilizia e comparto manifatturiero. «Essere “BIM compliant” è ormai un must per tutte le imprese manifatturiere che si rivolgono al mercato dell’edilizia. Due mondi fino a poco tempo fa separati possono ora condividere una visione progettuale unificata», afferma l’Ing. Ilaria Lagazio, Senior Technical Sales Specialist AEC di Autodesk. La metodologia BIM – Building Information Modeling, grazie alle tecnologie di Autodesk, permette infatti di ottimizzare il progetto, collegando i team, dalla progettazione, attraverso la costruzione e fino all’operation and maintenance, senza soluzione di continuità. Questo consente all’intera filiera di collaborare con i fornitori interagendo attraverso un modello

Ilaria Lagazio

Senior Technical Sales Specialist for AEC at Autodesk

Matteo Crocetti

Technical Sales D&M at Autodesk

multidimensionale funzionale e completo. Lo dimostrano le esperienze di società internazionali che lavorano nel settore AEC, come Vent-A-Hood, Reynaers Aluminium, Fujitec e Safran di cui raccontiamo in questo servizio. La metodologia BIM è il punto di partenza per tutti gli step evolutivi della progettazione della costruzione perché attraverso l’utilizzo e la gestione informata dei dati ottimizza i processi e abilita le tecnologie evolute come ad esempio la progettazione parametrica, generativa fino al Digital Twin. Il “connected BIM” (L’utilizzo del BIM con la potenza del cloud) inoltre permette tutte le interazioni tra gli stakeholder del processo e diventa fondamentale per l’intero ciclo di vita dell’edificio/magazzino/sito produttivo facendosi strumento per la connessione tra il livello architettonico e quello manifatturiero. Oltre a ovvi vantaggi in termini di time to market, produttività e personalizzazione di prodotto, la digitalizzazione collaborativa tra le aziende dei due settori crea sostenibilità in quanto ottimizza l’utilizzo dei materiali e riduce gli sprechi. Insomma, con le soluzioni proposte da Autodesk l’edilizia diventa un vero e proprio cantiere Industry 4.0.

«Un edificio e i suoi componenti – porte, finestre, ascensori, impianti e condotte di condizionamento – grazie alla metodologia BIM vengono corredati di una serie di informazioni che possono diventare fondamentali per i processi di costruzione, afferma Matteo Crocetti, Technical Sales D&M di Autodesk. Avere una rappresentazione digitale della struttura nella sua complessità significa poter andare oltre il prodotto standard e ragionare anche in termini di produzione personalizzata».

Al concetto di Digital twin si associa la possibilità di introdurre applicazioni di realtà virtuale e aumentata - Interessante in questo senso la recentissima acquisizione da parte di Autodesk dell’azienda americana The Wild.

Tutti gli strumenti per realizzare quanto descritto sono contenuti nella AEC Collection di Autodesk, la cassetta degli attrezzi del progettista BIM. La progettazione integrata AEC-Manufacturing apre inoltre l’opportunità di avviare percorsi di trasformazione digitale coerenti con obiettivi di sostenibilità: ottimizzare le forme, progettare

selezionando materiali che possano essere riutilizzati, favorire un allungamento della vita del prodotto e un suo più efficiente utilizzo. Per quanto concerne la supply chain, infine, l’impegno di Autodesk passa da un tema di gestione e di tracciamento di tutti gli attori della filiera produttiva. Cuore dell’offerta è la Design and Manufacturing Collection che offre al suo interno una piattaforma (Fusion360) in grado di gestire l’intero processo di sviluppo prodotto. Per la prototipazione digitale è disponibile Inventor, un set completo e flessibile di strumenti per la progettazione meccanica 3D, la simulazione e l’analisi. Gli ingegneri possono integrare le informazioni 2d e 3d provenienti da AutoCAD o da altri cad, creando così un unico modello digitale, che permette di avere la rappresentazione virtuale o digital twin del prodotto finale. «Grazie a Inventor e agli strumenti di Data Management, più progettisti riescono a operare simultaneamente, afferma Crocetti. Il co-engineering è uno dei nostri punti di forza e ci consente di arrivare prima alla realizzazione, abbreviando i tempi di consegna e gli errori progettuali».

Centrale il ruolo del Generative Design, una tecnologia che, attraverso cloud e intelligenza artificiale, è in grado di affiancare i designer e i progettisti attraverso una serie di soluzioni geometriche e comportamentali. «In questo modo – aggiunge Crocetti – sovvertiamo il concetto di progettazione attraverso l’impostazione di regole: strumenti come il Generative Design sono in grado di proporre soluzioni sulla base di un problema posto all’origine. Si possono generare forme che non sono le solite che vengono create dagli algoritmi, ma sono funzione specifica di materiale, caratteristiche funzionali e soprattutto la tecnologia che dovrà essere utilizzata per la produzione. Il Generative Design può essere uno strumento che consente perfino di cambiare il ciclo di produzione, ad esempio passando dall’assemblamento di diversi componenti per realizzare un prodotto finale alla creazione di un oggetto unico e indivisibile».

L’affermazione del Building Product Manufacturing

Secondo un recente sondaggio di Harvard Business Review Analytic Services, il 77% degli architetti afferma che serve una più stretta collaborazione con i fornitori. La mancanza di competenze BIM viene indicata come una delle cause primarie di interruzione dei rapporti con le aziende manifatturiere. «Condividere contenuti BIM con i clienti consente di inserire più facilmente le specifiche dei prodotti nei progetti. Tutto questo significa lavorare all’interno di un unico ecosistema digitale integrato AEC-Manufacturing per aiutare tutti i soggetti coinvolti a comunicare in modo più efficiente», osserva Lagazio. E’ il Building Product Manufacturing: permette di realizzare soluzioni a catalogo o completamente personalizzate con prodotti conformi alle esigenze progettuali

automatizzando la configurazione degli stessi e consentendo la progettazione direttamente all’interno del modello virtuale dell’edificio.

L’utilizzo di questo approccio è confermato dalle molteplici piattaforme di “oggetti BIM” che i fornitori di prodotti “a catalogo” mettono a disposizione dei progettisti come veri e propri cataloghi virtuali.

Da una visione statica a una dinamica

Se nell’ambito della produzione industriale le tecnologie per una gestione integrata di tutto il ciclo di vita del progetto dalla fase di concept fino alla consegna sul mercato sono ormai diventate standard, , nell’edilizia la situazione non è ancora a questi livelli. La tendenza oggi in atto è quella che vede il passaggio da una visione “statica” a una “dinamica” della progettazione, che necessita di una digitalizzazione sempre più spinta in grado di gestire le molteplici varianti di progetto come vere e proprie evoluzioni e non come problematiche da risolvere con enorme dispendio di tempo e costi aggiuntivi. Ecco, quindi, l’importanza di piattaforme come Autodesk Construction Cloud in grado di dare vita a un processo collaborativo per garantire che la pianificazione, la progettazione e la costruzione siano efficienti e collaborative.

«La nostra piattaforma rende possibile la condivisione tra architetti, ingegneri, appaltatori, subappaltatori, clienti e gestori, in modo da valutare il progetto in tutto il suo ciclo di vita, migliorando così la qualità e il flusso di lavoro,riducendo il numero di varianti in corso d’opera e migliorando l’efficienza operativa» dice Lagazio.

La collaborazione virtuosa relativa al manufatto edilizio si estende così anche ai componenti di fabbrica. «Ad esempio, dice Crocetti, se occorre produrre determinati infissi le informazioni fluiranno dal progetto alla produzione, trasformando i dati in istruzioni macchina per il taglio e l’assemblaggio delle varie parti. Sono informazioni che oggi vengono ancora trasferite in produzione senza avere un workflow digitale strutturato».

Arredamento personalizzato in un framework digitale. La ventilazione domestica di Vent-A-Hood

I dati generati dal BIM servono ai fornitori - di impianti di condizionamento, ascensori, di arredamento esterno e interno - per assicurare una corretta produzione e assemblaggio nonché una elevatissima personalizzazione. Con la possibilità di trasferire i dati BIM a chi deve produrre manufatti per l’edilizia, tutto il processo viene ottimizzato e semplificato. Per dare un’idea ancora più semplice

di quanto vantaggioso possa essere il modello integrato BIM-Manufacturing, si pensi al comparto dell’edilizia civile-residenziale che esiste ormai in molti Paesi, la Cina in primis. Qui gli edifici vengono consegnati con arredamento di base comprensivo di cucine e altro. Ebbene, se non avessero i dati che vengono forniti dal modello BIM del palazzo, i fornitori non sarebbero in grado di produrre e assemblare i loro prodotti nel modo corretto, nel rispetto dei vincoli costruttivi e architetturali e dei tempi di consegna. Esemplificativo il caso di Vent-A-Hood, società Usa leader di mercato nella ventilazione residenziale. Pur capace di produrre una vasta gamma di cappe da cucina, desiderava migliorare il processo di personalizzazione, mantenendo le consegne del prodotto in tempi ragionevoli. Attraverso i dati BIM è stato quindi realizzato un portale che assolve alla funzione di configuratore automatico di prodotto: tutto questo consente di semplificare la produzione, guidando i clienti attraverso i passaggi per la progettazione della cappa ideale pur rimanendo entro i parametri stabiliti dai modelli ingegneristici. Il risultato è un rendering visivo 3D che include tutte le specifiche fisiche e i dettagli sui prezzi.

L’esperienza Bim 360 di Reynaers Aluminium e Fujitec In passato, un architetto creava il progetto. A seguire, una società di ingegneria interveniva per verificare la solidità strutturale e le imprese edilizie ne verificavano le specifiche. Infine, i produttori di elementi per l’edilizia intervenivano per riempire

l’edificio con tutti gli elementi complementari, a partire dalle porte e dagli infissi per le finestre. «Ora è cambiato tutto, afferma Erik Rasker, vice presidente e chief technology officer di Reynaers Aluminium, azienda belga che sviluppa prodotti in alluminio per l’edilizia». Con le soluzioni Autodesk, l’azienda manifatturiera è coinvolta insieme ad architetti e ingegneri sin dalle fasi iniziali. «Il modo in cui progettiamo, realizziamo e installiamo i nostri sistemi è pienamente digitalizzato e questo si traduce in uno straordinario vantaggio competitivo poiché architetti, società di ingegneria e costruttori si rivolgono a noi perché sanno che possono contare su un processo di fornitura e produzione integrato e collaborativo», aggiunge Rasker. Adottando la tecnologia BIM di Autodesk, i fornitori-produttori diventano building product manufacturer, in grado di digitalizzare l’intero processo, dalla fase di concept-design alla produzione. Prima di utilizzare il BIM c’erano disegni e documenti che dovevano essere inseriti manualmente. Ora si possono gestire le modifiche in digitale a mano a mano che il progetto subisce delle variazioni. Tra i clienti Autodesk, anche Fujitec, storica società giapponese specializzata nella produzione di ascensori. Utilizza le soluzioni Autodesk Costruction Cloud per una progettazione collaborativa. «In questo modo i dati di progetto sono disponibili sempre e ovunque. Un grande vantaggio per noi che siamo un’azienda manifatturiera internazionale, afferma Haruo Miki, responsabile digital innovation di Fujitec. Si prendono decisioni più rapidamente, si risparmia tempo e non vi è necessità di riunioni in presenza che in passato rappresentavano un impegno non indifferente».

Aerospace & defence, l’esperienza di Safran

Nel 2018, Safran, azienda leader in aereospace & defence, ha deciso di attuare il processo di digitalizzazione dei propri stabilimenti dislocati in tutto il mondo perché – come dice François de LaFontaine, Factory of the Future Project Director Digitalization - “avere a disposizione il gemello digitale 3D permette di controllare, pianificare e monitorare i propri impianti anche in remoto a migliaia di km di distanza”. Grazie alla metodologia BIM, Safran è in grado di definire i nuovi stabilimenti produttivi o modificare quelli esistenti, ottimizzandone il layout in maniera estremamente efficace e veloce, includendo anche i modelli 3D delle attrezzature e dei macchinari per verificare a 360 gradi spazi di manovra e interferenze con gli impianti. Per attrezzature e impianti esistenti sono stati utilizzati anche scansioni 3D e le nuvole di punti sono servite per ricostruire le parti di cui non si aveva un modello a disposizione. Il BIM e gli strumenti Autodesk fanno parte dei processi di Safran attraverso l’uso sistematico e consolidato in ogni progetto digitale che riguarda gli stabilimenti produttivi.

The Wild

La recente acquisizione di The Wild, permette di includere nel workflow di progettazione le tecnologie di realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR) nel settore AEC, supportando i clienti durante l’intero ciclo di vita del progetto. «È un investimento che riflette la rapida trasformazione in atto nel settore edile, dalla complessità dei progetti alla diversità geografica dei team che li eseguono », afferma Andrew Anagnost, CEO e presidente di Autodesk. La piattaforma consente ai team di lavorare insieme all’interno di modelli di progetti digitali per esplorare, interagire e apportare modifiche al modello direttamente nel cloud. È il caso di Black & Veatch, società USA leader globale in ingegneria e costruzioni con oltre 3 miliardi di fatturato che, integrando IrsVr ad Autodesk Construction Cloud, ha realizzato una progettazione aumentata e collaborativa offrendo un’esperienza virtuale immersiva e migliorando enormemente la comprensione generale del progetto che porta a decisioni e risultati migliori.

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