Modello BIM 4D

BIM 4D, cos’è e a cosa serve

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Organizzazione del cantiere: come migliorare la pianificazione dei tempi di esecuzione di un’opera grazie al modello BIM 4D

La stima e la programmazione dei tempi di realizzazione di un’opera sono aspetti indispensabili per ottimizzare le risorse in fase di cantiere. Infatti, a corredo di un progetto è sempre opportuno, se non non obbligatorio (come negli appalti pubblici), redigere il cronoprogramma dei lavori, il diagramma di Gantt e Pert, ecc. per la gestione della durata di un cantiere o più in generale di una commessa.

Questi metodi tradizionali però, non contemplano la possibilità di ridurre/gestire/riorganizzare i tempi di commessa in maniera dinamica ed aperta e non favoriscono la comunicazione tra direttore dei lavori e fornitori, il monitoraggio effettivo dello stato di esecuzione dell’opera e il controllo degli ordini e delle consegne dei materiali in cantiere.

Per committenti, progettisti e appaltatori sarebbe d’aiuto poter “visualizzare il cantiere” già durante la fase di progettazione, per prevedere e pianificare tutte le attività in funzione del tempo.

Il BIM, e in particolare la modellazione BIM 4D, può essere la soluzione a queste esigenze e può rappresentare un valido supporto per ridurre i ritardi e le inefficienze in cantiere.

Andiamo con ordine e scopriamo che cos’è il BIM 4D, quali sono i vantaggi per il tuo lavoro e gli strumenti da utilizzare per gestire la quarta dimensione del BIM.

immagine che mostra un modello BIM 4D con le varie attività di cantiere

Modello BIM 4D e organizzazione delle attività di cantiere

Cos’è il BIM 4D?

La modellazione 4D BIM è il processo che crea collegamenti intelligenti tra il modello digitale 3D (che definisce la geometria dell’opera) e le informazioni relative al tempo di esecuzione delle varie attività necessarie per realizzare l’opera.

Più precisamente, la norma UNI 11337-1 definisce il BIM 4D come:

“la simulazione dell’opera o dei suoi elementi in funzione del tempo, oltre che dello spazio”.

Il risultato è un modello informativo completo che può essere utilizzato anche per realizzare simulazioni realistiche del processo di realizzazione dell’opera in funzione del tempo. Lo scopo è identificare tutte le attività di cantiere (come in un tradizionale cronoprogramma), visualizzarne lo stato di avanzamento nel tempo e offrire agli stakeholder l’opportunità di identificare, analizzare e prevenire i problemi relativi agli aspetti sequenziali, spaziali e temporali del processo di cantierizzazione di un’opera edile.

Visualizzazione del modello BIM 4D in Edificius (ACCA software)

Visualizzazione dinamica di un modello BIM 4D al variare del tempo | Edificius (ACCA software)

 

Grazie a questi dati i progettisti possono sviluppare programmi accurati, basati su una fonte affidabile di informazioni federate. Questo rende il processo sicuro, migliora il controllo del rilevamento dei conflitti tra le diverse attività, limita l’insorgere di spiacevoli imprevisti durante il cantiere e conseguenti sprechi di tempo e risorse.

La differenza rispetto ad un approccio di tipo di tradizionale è che si ha a che fare con un modello BIM tridimensionale, visualizzabile in modo estremamente realistico e a cui si aggiunge la quarta dimensione, ovvero le informazioni sul tempo.  La simulazione realistica del BIM 4D, ragionando per immagini e non solo per diagrammi e relazioni scritte, migliora la capacità di comprendere le informazioni.

Il concetto di scheduling del BIM 4D

Letteralmente per scheduling si intende la programmazione dei tempi di lavorazione di un’opera. Parlare di BIM 4D significa proprio definire le attività da realizzare e i tempi e connetterle dinamicamente al modello BIM dell’opera stessa.

La pianificazione è un tratto essenziale della progettazione, perché consente di prevenire e anticipare le difficoltà già in fase preliminare, evitando disguidi e sprechi di tempo e risorse in cantiere.

La pianificazione della costruzione rispetto ai metodi tradizionali, permette di rilevare i conflitti spazio-temporali e di superare i problemi in anticipo attraverso aggiornamenti immediati dei programmi, grazie a collegamenti dinamici e intelligenti con il modello BIM.

Immagine che mostra un modello 4D BIM con diagramma di Gantt

Modello 4D BIM con diagramma di Gantt

I 5 vantaggi del BIM 4D

Il  BIM 4D può essere il catalizzatore di un cambiamento essenziale nel modo di progettare, gestire e sviluppare i progetti nel settore delle costruzioni.

Di seguito ti elenco 5 aspetti del BIM 4D che possono cambiare in meglio il tuo modo di lavorare:

    1. Pianificazione e programmazione – gli stakeholder del settore AEC possono avere fin dall’inizio del processo un quadro esaustivo del progetto e della sua cantierizzazione. Questo aiuta tutto il team a prevenire gli errori, rilevare i contrasti e riadattare il piano in base alle nuove informazioni aggiunte. Tutti sono sicuri che gli strumenti, il personale e le forniture saranno in cantiere nel momento giusto e che tutte le risorse saranno ottimizzate;
    2. Aggiornamento real-time – il BIM 4D fornisce un aiuto prezioso per ridurre al minimo il numero e la durata di riunioni e telefonate per comunicare decisioni, variazioni e aggiornamenti. Grazie alla visualizzazione dell’avanzamento del progetto ottenuta grazie ai modelli BIM 4D, la comunicazione diventa molto più semplici, chiara e immediata. Questa connessione tra il cantiere e il back-office, insieme a una migliore comunicazione tra i vari agenti del progetto, riduce al minimo anche le controversie e le varianti in corso d’opera;
    3. Monitoraggio del progetto – l’animazione delle varie fasi del processo di costruzione che si ottiene dal modello 4D può essere di grande aiuto per tenere sotto controllo tutto ciò che accade in cantiere. Quello che si ottiene è un vero e proprio filmato in cui si susseguono in ordine temporale, le varie lavorazioni previste in progetto. Questo permette di pianificare l’arrivo dei materiali in cantiere e le risorse da impiegare nei tempi giusti, prevedendo tutti gli eventi che si susseguono in cantiere;
    4. Prevenzione e risoluzione dei conflitti – l’esistenza di un modello informativo condiviso aggiunge trasparenza e scandisce chiaramente le responsabilità di tutte le figure coinvolte. Qualsiasi aggiunta o variante al progetto può essere facilmente ricondotta alla figura che ne è responsabile. Nessuno può trasferire le proprie responsabilità ad altri membri del team e tutto il processo è chiaro e lineare per tutti.
    5. Sicurezza in cantiere – L’uso di una sequenza di animazione della costruzione per monitorare l’avanzamento del cantiere ha grandi vantaggi anche per la sicurezza, sia in termini di violazione dei dati di progetto che di rischio di incidenti in cantiere. Concentrare tutti i dati e le informazioni in un unico modello BIM esclude quasi completamente la probabilità di perdita dei dati o la loro manomissione. Infine, per quanto riguarda la sicurezza del cantiere, il BIM 4D può essere un convincente passo avanti verso un cantiere più sicuro, grazie al pieno controllo del progetto: conoscendo ogni singolo dettaglio sulla posizione dei materiali, dei macchinari e dei lavoratori, il team di gestione può guidare il suo materiale di conseguenza e prendere le migliori decisioni basate sui dati.

Cosa sono le dimensioni del BIM?

Con “dimensioni del BIM” si definiscono tutti gli aspetti e le informazioni che entrano in gioco nel processo di digitalizzazione di un’opera.

Il BIM è più che la semplice modellazione tridimensionale (3D) per cui è conosciuto e può abbracciare altre “dimensioni” che servono ad aggiungere informazioni utili all’opera da realizzare o da gestire:

  • 3D – restituzione tridimensionale del manufatto
  • 4D – analisi dei tempi di realizzazione delle opere
  • 5D – analisi dei costi
  • 6D – fase di gestione delle opere realizzate (facility-management)
  • 7D – valutazione della sostenibilità.

Si precisa che questa nomenclatura si riferisce a quanto riportato dalla UNI 11337. In ambito internazionale, invece, il 6D fa riferimento alla sostenibilità ambientale e il 7D al facility management. Di fatto, la norma italiana inverte il 6D con il 7D BIM .

Oltre alle 7 dimensioni normate, ad oggi esiste un dibattito aperto sulle tre “nuove dimensioni del BIM”:

  • 8D – sicurezza in fase di progettazione e realizzazione dell’opera
  • 9D – costruzione snella
  • 10D – industrializzazione delle costruzioni.
Immagine che spiega quali sono le 10 dimensioni del BIM

Le 10 dimensioni del BIM

Strumenti per modellazione 4D

Ora vediamo quali sono le caratteristiche degli strumenti che consentono di connettere il modello geometrico 3D di un’opera, al tempo 4D.

Innanzitutto specifichiamo che gli strumenti di modellazione BIM 4D sono software che permettono di associare al modello 3D BIM una serie di informazioni relative ai tempi di realizzazione dell’opera e all’organizzazione del cantiere. Queste informazioni vengono visualizzate in modo realistico attraverso animazioni che riproducono la progressione delle varie lavorazioni e l’avanzamento delle fasi del cantiere. In pratica, si tratta di un vero e proprio filmato che mostra le attività di cantiere e lo sviluppo dell’opera, fino alla sua completa realizzazione.

Nello specifico, un qualsiasi software di modellazione BIM 4D deve consentire di:

  • scomporre il progetto in singole attività definendo una specifica WBS (Work Breakdown Structure, ovvero l’elenco strutturato di tutte le attività del progetto)
  • associare gli oggetti BIM alle diverse attività
  • ottenere il diagramma di Gantt
  • simulare in Real-Time l’evoluzione nel tempo del progetto e ottenere presentazioni realistiche
  • identificare e risolvere eventuali conflitti (sovrapposizione di lavorazioni non compatibili tra loro, ecc.)
  • federare diversi modelli BIM 3D
  • aggiungere tutti gli oggetti relative ad attività anche non direttamente connesse con l’opera (oggetti presenti in un’area di stoccaggio dei materiali, ecc.)
  • condividere con i colleghi il modello 4D
  • esportare i diagrammi ottenuti in vari formati.

Se vuoi provare a stimare i tempi di esecuzione del tuo progetto con un software BIM, scarica gratis la versione trial di Edificius e prova le funzioni dell’ambiente 4D – Gantt per simulare l’evoluzione del modello 3D nelle diverse fasi del progetto.

Vantaggi-BIM-4D_schermata-iniziale-GANTT

Modello BIM 4D | Ambiente 4D – GANTT di Edificius

Qual è la differenza tra 4D e 5D?

Ricapitolando, il BIM 4D integra i dati del modello 3D con i dati di programmazione e pianificazione del progetto, generando simulazioni realistiche delle attività di costruzione dell’opera.

Il 5D BIM, invece, collega tutte le informazioni 4D con gli aspetti dei costi del progetto (le quantità dei materiali, i programmi e altre informazioni relative ai prezzi).

Nell’applicazione del BIM la pianificazione dei costi e dei tempi si rifà alla metodologia del Project Management ed in particolar modo dal project time management (gestione del tempo di progetto) e del  project cost management (gestione del costo di progetto).

L’esperto BIM addetto alla redazione del computo (5D) e alla gestione dei tempi di realizzazione dell’opera (4D) ha il computo di legare tutte le misurazioni, non più solo ad un elenco prezzi ma anche agli oggetti parametrici del modello BIM. Questa operazione viene condotta grazie all’uso di specifici software BIM.

Gli oggetti parametrici (muri, porte, finestre, ecc.) infatti, contengono tutta una serie di informazioni che aiutano a redigere il computo (Quantity take off) e ad individuare, in modo più appropriato, la voce di elenco prezzi più idonea, avendo a disposizione tutte le informazioni di progetto.

In questo modo il computo si redige con estrema semplicità e sfruttando degli automatismi che associano all’oggetto parametrico da computare, le misure (ricavabili in automatico dalla geometria dell’oggetto) e il prezzo (solitamente tratto dai prezzari di riferimento).

In sintesi, 3D, 4D e 5D sono tre aspetti della progettazione strettamente legati tra loro: creando la WBS è automatico ricavare il computo metrico (interrogando anche il modello 3D per ricavare le quantità) e i tempi di ogni singola lavorazione (anche valutando le analisi prezzi in cui sono esplicitati anche i tempi impiegati per ogni lavorazione) per poi metterli in sequenza, rispettando le buone regole di programmazione.

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