Il Grande Racconto del Cantiere Digitale: Una Esperienza Formativa sulla Cognitività

Il Laboratorio del Corso di Organizzazione del Cantiere relativo al Corso di Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Ingegneria Edile - Architettura che si tiene presso l'Università degli Studi di Brescia ha l'obiettivo di esplorare, in termini di simulazione, le potenzialità della digitalizzazione di quel luogo produttivo che è, appunto, denominato, cantiere: cognitivo

Il presupposto da cui discende tutta l'attività formativa è che i contenuti del progetto oggetto del contratto di appalto o di concessione siano trasposti, parzialmente, in un modello informativo federato e, complessivamente, in un ambiente di elaborazione dei dati computazionali, secondo Data Model che riflettano le razionalità logistiche e organizzative che costituiranno l'oggetto delle transazioni intercorrenti tra ufficio di direzione dei lavori, sul versante della Domanda, e ufficio di direzione tecnica di cantiere, sul versante dell'Offerta.

La simulazione, in altri termini, intende, anzitutto, esplorare la natura delle strutture dei dati e la loro condivisione in dipendenza del grado di collaborazione o di conflittualità innescato dai quadri contrattuali e dagli stili direzionali: per questa ragione, Information Requirements ed Execution Plan sono documenti in parte retorici, o, comunque, «analogici», sino a che non investono direttamente il livello computazionale.

Un cantiere, del resto, può ben essere considerato come digitale qualora ricorra a metodi e a strumenti digitali, ma non si può ritenere che sia davvero digitalizzato a meno che la logica numerica non lo presieda.

Il key driver della gestione digitalizzata del cantiere non risiede, tuttavia, solo nella assicurazione del rispetto dei termini contrattuali da parte dell'Esecutore a vantaggio del Committente, ma verte principalmente sulla disponibilità di dati e di informazioni affidabili e adeguate all'atto della conclusione dei lavori e del conseguente collaudo, tanto più che il cespite realizzato (edificato, demolito e ricostruito, conservato o trasformato) sarà sempre più connesso e, di conseguenza, trasmetterà al proprio doppio digitale in tempo reale dati inerenti alle proprietà, prevalentemente alfa-numeriche, degli oggetti contenuti nel modello informativo federato che lo compongono e agli occupanti che lo agiscono.

Ciò che si richiede a una Committenza è, infatti, la capacità di ragionare all'inverso, mettendo, attraverso i propri fornitori di servizi di progettazione, a disposizione della (contro-)parte contrattuale un modello informativo federato che essi possano modificare e fare evolvere senza eccessive soluzioni di continuità, attraverso i numerosi passaggi che lo attendono.

Si tratta, in definitiva, di riconoscere, per la Committenza, che se l'obiettivo primario è quello di disporre, alla fine dei lavori, vale a dire all'inizio dell'esercizio, un gemello o un doppio digitale affidabile rispetto all'originale analogico, è essenziale comprendere e condividere le logiche dell'appaltatore o della società veicolo concessionario, articolato nella sua propria catena di fornitura.

L'esercizio concettuale è, in effetti, quello di considerare, a sua volta, l'appaltatore alla stregua di un secondo committente, aiutandolo, per quanto possibile, a meglio gestire le transazioni interne in un contesto in cui, comunque, se non la trasparenza, almeno la tracciabilità delle informazioni e delle decisioni, implica un atteggiamento partecipativo da parte dei fornitori e dei subappaltatori o, peraltro, crea imbarazzanti evidenze in caso di rapporti negoziali asimmetrici, esattamente come avviene al livello superiore allorché, ad esempio, l'importo contrattuale sia palesemente incongruo rispetto a quello posto a base di gara.

Insomma, la richiesta implicita che un ufficio di direzione lavori computazionale deve fare è quella di richiedere l'associazione dello Information Modeling al Lean Management.

D'altronde, la chiave di lettura che si chiede a questo Committente è di comprendere che il modello informativo federato che consegnerà alla (contro-)parte sarà il veicolo delle pattuizioni contrattuali lungo la catena di fornitura: per questo motivo, alla stazione appaltante è richiesta una intelligenza delle razionalità che animano i titolari del contratto di appalto.

Sotto questo profilo, ancor prima di considerare le sequenze costruttive, l'esigenza di condivisione tra le parti in causa è quella di definire non tanto i cosiddetti LOD (livelli di definizione o di sviluppo a seconda delle tradizioni britanniche o statunitensi) o gli Use, le finalità, bensì proprio la logica della struttura dei dati, poiché la transizione dal progetto definitivo-esecutivo a quello costruttivo è fattore dirimente, è atto costruttivo virtuale cruciale.

Si dovrebbe discutere di Level of Suitability o di Information Model's Fitness for Mindset.

L'esigenza è, dunque, quella di definire la configurazione degli oggetti, o delle entità che dir si voglia, in modo che essi posseggano la resilienza adeguata a supportare le turbolenze che, a partire dagli interpelli dell'appaltatore coi propri fornitori e coi subappaltatori, sino agli shop drawing da autorizzare e alle eventuali perizie suppletive, giungano a un Asset Information Model coerente con le finalità delle Operations.

L'esito della lavorazione, infatti, non dipende solo dalle modalità di assemblaggio, posa in opera o esecuzione in loco, ma da tutto il processo decisionale che coinvolge l'ufficio acquisti dell'appaltatore, i fornitori e i subappaltatori.

D'altra parte, il modello informativo può essere ormai direttamente impiegato da appaltatori e subappaltatori nelle aste elettroniche di tipo B2B.

Per questa ragione, il Committente Digitale non può limitarsi a essere parte passiva, indifferente alle evoluzioni della modellazione informativa entro la catena di fornitura della contro-parte.

In altri termini, si tratterebbe, per il Committente, di «aderire» al punto di vista dell'Esecutore in vista di conseguire un quadro informativo attendibile per la partita principale: il ciclo di vita dell'opera, ma anche per sfruttare la computazionalità delle transazioni per effettuare Business Intelligence.

Una volta che le parti abbiano accettato di muoversi entro un eco-sistema digitale comune, vi saranno elevate occasioni di co-operazione, ma vi sarà pure la possibilità di far valere le proprie competenze digitali per discernere gli accadimenti.

Ciò vale per la Committenza Pubblica così come per lo Sviluppatore Immobiliare che concepisce un vero e proprio eco-sistema di scambi digitalmente abilitati, sino a pervenire alle ipotesi futuristiche degli smart contract e dei blockchained payment relativi a Smart Construction Object.

Nello spazio sottile di accordo e di conflitto che intercorre tra l'evoluzione di un modello informativo federato che transita dalla stazione appaltante all'appaltatore si innesta, successivamente, la predisposizione della simulazione delle sequenze costruttive.

La modellazione informativa 4D, a questo proposito, è oggetto di tremende banalizzazioni, che non prendono in considerazione come la originaria visualizzazione del Construction Sequencing si sia, nel frattempo, evoluta nel Visual Construction Planning, bene esemplificato dalla immagine iconica di coloro che «maneggiano» elementi costruttivi rappresentati da ologrammi.

A questo fine, il cosiddetto modello informativo 4D deve divenire una occasione di simulazione spaziale, ancor prima che temporale, della logistica del cantiere: il modello informativo, in primo luogo, deve essere geo-spaziale (BIM-GIS), nel senso che deve contenere non solo le aree confinate dello stesso, bensì l'intera estensione territoriale che coinvolge, come sedi di produzione e come reti di collegamento, fabbriche, depositi, centrali, discariche, e quant'altro: il cantiere digitalizzato è, in primo luogo, un cantiere dilatato, in cui prevalgono i flussi di risorse.

E' per questo motivo che la modellazione informativa 4D è anche 5D, nel significato del Location-Based Management System: ciascun oggetto virtuale da realizzare fisicamente presente nel modello informativo originario è da ritenersi un assorbitore localizzato, geo-referenziato, di risorse che si depositano, dopo un percorso, un flusso, in esso secondo determinati tassi di produttività o di rendimento da pianificare, programmare, monitorare e controllare per ottenere una dimensione Before-the-Fact della non conformità.

Le sequenze costruttive scaturite dalla modellazione informativa 4D possono, poi, essere valutate in ambienti immersivi (wearable o meno), eventualmente multi-sensoriali, nonché è possibile simulare le interazioni più critiche ricorrendo alla gamification, a partire da quella Agent-Based.

Ciò vuol dire, pertanto, per il Committente, aver posto l'Esecutore nella sua propria ottica e magari riuscire a riprodurre virtualmente le condizioni dei Claim e delle Litigation, anticipandone e neutralizzandone gli effetti, vuol dire giocare i conflitti anticipatamente.

L'ambiente di elaborazione dei dati che la stazione appaltante (o il concedente) può delineare in accordo con l'appaltatore (o con il concessionario) vede, allora, all'atto della consegna dei lavori, un teatro digitalizzato in cui i Data Model permettano di stabilire correttamente i flussi di dati e di informazioni che saranno originati dalle operazioni in campo.

In un certo senso, la «consegna» del sito che diverrà cantiere funge anche da passaggio di consegna della gestione informativa.

Tali flussi riguarderanno, pertanto, le ricognizioni svolte dalle parti in causa separatamente o in contradditorio on field, on site, sui temi del tempo, della quantità, della qualità, della salute e della sicurezza, dell'ambiente, nei seguenti modi:

1) attraverso l'imputazione soggettiva di dati relativi ai singoli oggetti, collegati al modello informativo federato mediante soluzioni di Field BIM praticate con dispositivi mobile;

2) tramite l'acquisizione oggettiva di dati generati da sensori posti sugli operatori, sui macchinari, sugli apprestamenti o sulle aree, o da dispositivi (come i laser scanner) montati su droni.

Si tratta, perciò, in presenza oppure in remoto, in tempo reale, congiuntamente o meno, collaborativamente o antagonisticamente, di adottare una control room che sia in grado di misurare gli accadimenti e i loro effetti.

Lo stesso svolgimento delle dinamiche all'interno dei singoli luoghi del cantiere è accresciuto, nel senso che a ciò che è si sovrappone ciò che dovrebbe essere in termini di realtà, appunto, aumentata.

Ciò comporta, dunque, che vi siano metriche computazionali, utili a gestire le riunioni periodiche di cantiere, anche se occorre considerare come la possibilità di acquisire il dato in tempo reale implichi un meccanismo decisionale assolutamente più tempestivo, quasi immediato: im-mediato, appunto, nell'accezione di non mediato, il che rimanda a due elementi:

1) la necessità di concordare contrattualmente la struttura dei dati e i relativi flussi;

2) la necessità di raccogliere sistematicamente i dati e di elaborarli.

D'altronde, quando il cantiere dilatato diviene anche interconnesso è palese che le entità in esso presenti, che siano state sensorizzate, possano agire tanto da recettori quanto da attuatori, innescando automatismi di sospensione, in caso, ad esempio, di deviazione da un riferimento normalizzato (non conformità in materia di qualità: nel corso del getto del calcestruzzo) o di eccesso di prossimità (criticità in materia di sicurezza: nell'interazione di un macchinario con un operatore) o di accensione (a seguito del superamento di un certo valore di soglia di polluzione l'attivazione di un dispositivo).

La relazionalità dovuta alla interconnessione consente, inoltre, a partire dal movimento terra, di introdurre mezzi semi-autonomi o, addirittura, autonomi supportati da droni o, nelle asfaltature, di rulli compressori capaci di dialogare con le superfici sensorizzate.

Che cosa, allora, può comportare, ad esempio, una rettifica del programma dei lavori in tempo reale a seguito della valutazione automatica dello scostamento negativo dovuto a sovrapposizione di nuvole di punti a oggetti: immediata? Che cosa, dunque, può implicare una contestazione della conformità di una lavorazione in tempo reale, dovuto ai dati che un nano-sensore annegato nel getto del calcestruzzo invia?

Se, però, tutto questo attiene al monitoraggio che in tempo reale innesca misure correttive, che dire della possibilità di prevedere lo scostamento?

A questo proposito, la disponibilità di Big Data, detenuti da entrambi le parti in causa, rende possibile il ricorso a soluzioni di machine learning, applicabili, ad esempio, al riconoscimento di criticità tramite analisi di immagini o di voci, così come attraverso la lettura di testi per mezzo della semantica computazionale oppure attraverso la valutazione probabilistica delle prestazioni computazionalmente rilevate in merito a un fornitore.

Di conseguenza, il cantiere si fa, per quello che possa voler dire, 4.0, nella misura in cui rappresenta la interconnessione tra luoghi differenti, mediata da flussi dinamici, e in cui si avvale di meccanismi decisionali legati alla Autonomization.

Si discorre spesso di automi e di robot che dovrebbero popolare i cantieri del futuro, tanto da immaginare Unmanned Construction Site: siamo palesemente in presenza di potenzialità certo reali per alcune lavorazioni (addirittura auspicabili per lavori usuranti o svolti in ambienti ostili), ma l'essenza del cantiere digitalizzato non risiederà nell'automazione delle produzioni cantieristiche, bensì nel dialogo che intercorrerà tra intelligenze naturali e artificiali.

Nella misura in cui vi possa essere una differenza tra Artificial e Cognitive, il tecnico del cantiere cognitivo sarà chiamato a interagire in tempo reale con flussi informativi che alimentano dispositivi di supporto alle decisioni; tale funzione dovrà, dunque, possedere straordinarie capacità dialettiche nella relazione Man To Machine, che si traduce come dialogo con l'algoritmo.