Qualificare e Certificare Digitalmente la Gestione del Cantiere Edile o Infrastrutturale

Angelo Luigi Camillo Ciribini 27/03/2018 2269

Accanto alla qualificazione e alla certificazione delle figure professionali (in Italia, a partire dalla futura norma UNI 11337-7) e delle organizzazioni (nel Nostro Paese, a oggi, attraverso uno schema offerto da un ente di certificazione) con riferimento alla modellazione e alla gestione informativa, sarebbe possibile immaginare pure la qualificazione e la certificazione di aspetti specifici, come la gestione digitalizzata del cantiere edile o infrastrutturale, o meglio di particolari cantieri caratterizzati da elevate condizioni di rischio agli occhi di assicuratori, finanziatori e investitori.
A questo fine, si propone una riflessione a proposito dei legami che intercorrono tra ufficio di direzione dei lavori e direzione tecnica di cantiere, allo scopo di introdurre elementi di riflessione in merito alla questione poc'anzi accennata.
Oltre alla relazione inedita che intercorre tra la modellazione e gestione informativa e la direzione dei lavori/direzione tecnica di cantiere, di cui si è ragionato in altra sede, la Gestione dell'Informazione e quella della Decisione hanno influenze ancor più dirette sulla Gestione della e per la Qualità.

Il rapporto che intercorre tra la Gestione della Qualità della Progettazione Costruttiva, il Sistema dei Controlli della Qualità in Cantiere e il Building Information Modeling (BIM), o modellazione e gestione informativa, è certamente articolato, nel senso che il secondo funge da enabler del primo e del secondo, contribuendo ad aumentarne l'efficacia e l'efficienza.
In un certo senso, la digitalizzazione rende dinamici processi che, in precedenza, si svolgevano deterministicamente, tanto da iniziare a mutarne i connotati.

Sostanzialmente, le entità fisiche (gli elementi costruttivi, strutturali e impiantistici) che dovranno essere realizzate (in taluni casi demolite, trasformate o conservate) sono temporalmente precorse virtualmente dal loro «doppio» o «gemello» digitale nel corso della progettazione costruttiva a cura dell'impresa appaltatrice.
Essa, infatti, per tradurre secondo i propri canoni operativi il progetto esecutivo precedentemente fornito dalla stazione appaltante, quale che sia il formato sottoposto, deve agire alla stregua del committente originario nei confronti della propria catena di fornitura, definendo i propri requisiti informativi che condurranno alla elaborazione del progetto costruttivo, traslato, per quanto possibile, nel Building Information Model, o modello informativo.

Sia nel caso in cui il progetto esecutivo si presenti nelle modalità tradizionali sia in quello opposto in cui esso sia disponibile, all'interno dell'Ambiente di Condivisione dei Dati, come modello informativo, la modellazione informativa che sarà istruita, coordinata e gestita dall'impresa appaltatrice passerà, infatti, attraverso il vaglio dell'ufficio acquisti della stessa e sarà profondamente influenzata dalle negoziazioni che intercorrono nella catena di fornitura coi fornitori e coi subappaltatori principali.
Sotto questo profilo, l'impresa appaltatrice può farsi garante o meno nei confronti dell'ufficio di direzione dei lavori di una dose elevata di trasparenza nei processi informativi e decisionali di pertinenza della controparte contrattuale, a seconda della struttura delle pattuizioni.

La prima necessità che si palesa è quella di impostare correttamente la scomposizione delle entità in unità elementari all'interno del Building Information Model, o modello informativo, che possano autonomamente essere gestite, riflettendo l'articolazione delle forniture e dei subappalti.
L'impresa appaltatrice, infatti, recependo il progetto esecutivo dalla stazione appaltante, già verificato e validato, specie allorché in esso vi siano preesistenze, procede in due distinte direzioni:

  1. eseguendo un rilievo digitale dello stato dei luoghi quale configurazione dei dati di ingresso alla consegna dei lavori, come previsto nel D.M. 560/2017 (in quel caso, a dire il vero, a carico della stazione appaltante), propedeutico alla predisposizione del Building Information Model, o modello informativo federato o aggregato, da parte dell'impresa appaltatrice;
  2. condividendo tale modello informativo con i principali fornitori e subappaltatori, a cui richiedere lo sviluppo, per la parte di propria competenza, del modello medesimo a livello costruttivo. 

Sarà, poi, l'impresa appaltatrice a effettuare le verifiche relative al coordinamento dei modelli informativi parziali e alla loro coerenza.
Naturalmente, le entità, gli oggetti, presenti nel modello informativo, nel Building Information Model, sono, anzitutto, collocate nelle sequenze temporali visualizzabili attraverso il modello 4D.
Attraverso di esso è, dunque, possibile effettuare una prima verifica della conformità del programma dei lavori alle richieste contrattuali, in modo che contempli l'analisi dei rischi vertente sulla correttezza delle sequenze costruttive, già verificate e controllate dall'impresa appaltatrice nei confronti dei fornitori e dei subappaltatori principali nel corso della progettazione costruttiva.

Prima ancora di porre in essere tali attività, è possibile, ad esempio, effettuare valutazioni probabilistiche al fine di ottimizzare la scelta e il posizionamento di un macchinario o di un apprestamento, sulla scorta di una serie di vincoli definiti.
Secondo questa ottica, il modello 4D assume un valore pregnante proprio nella misura in cui è scaturito dagli approfondimenti di dettaglio costruttivo, oltre che di sequenza costruttiva, condiviso e negoziato tra i soggetti del versante della Offerta, in maniera ben differente dalla visualizzazione che l'impresa appaltatrice aveva predisposto dimostrativamente all'interno dell'offerta tecnica in sede di gara di appalto.

Vi è, infatti, una dialettica palese tra la condizione «astratta» del progetto esecutivo e del programma dei lavori che scaturisce dal versante della Domanda, le risposte che l'impresa candidata propone, in termini esemplificativi, durante la procedura competitiva e la configurazione «dura», a seguito degli esiti dei rapporti di forza che si verificano nella compagine dei realizzatori.
La modellazione informativa 4D, è, dunque, accompagnata, in precedenza, dalla verifica della coerenza dei modelli informativi specialistici prodotti dai fornitori e dai subappaltatori dell'impresa appaltatrice, che è, anzitutto, di carattere geometrico-dimensionale, ma che deve evolversi in senso alfa-numerico, tesa, ad esempio, a individuare tempestivamente e a correggere i conflitti intercorrenti tra gli oggetti contenuti nel progetto costruttivo che, peraltro, è sempre in corso di aggiornamento.

Oltre alla modellazione 4D, che potrebbe raggiungere, in determinati casi, considerevoli livelli di analiticità, tuttavia, è possibile, anzitutto, ricorrere ai game engine per simulare le prevedibili interazioni critiche tra agenti potenzialmente improduttivi o dannosi.
In questo caso, le sequenze diacroniche del modello 4D, «statiche», pur comprendendo anche gli elementi propri al cantiere, si animerebbero per simulare dinamiche complesse.
Altrettanto significativo è il ricorso alla realtà virtuale, che permetterebbe alle controparti di comprendere anticipatamente, in ambiente immersivo, le possibili criticità e di modificarne le ipotesi iniziali.

Si tratta, perciò, di ravvisare nella Gestione della Informazione finalizzata alla Decisione operata dall'impresa appaltatrice nel corso della progettazione costruttiva un vero e proprio «doppio» rispetto alla successiva realizzazione: sotto questo profilo, il coordinamento della modellazione informativa rappresenta una vera e propria attività costruttiva che non può prevedere, come per la progettazione esecutiva, un definitivo allineamento, se non a completamento dei lavori avvenuto.
Ciò che conta, tuttavia, è che il modello informativo federato o aggregato, così come i singoli modelli informativi specialistici, siano presenti nel luogo stesso della produzione cantieristica, all'atto dei controlli in accettazione e di quelli relativi alla messa in opera, consultabili attraverso, mobile device, tablet e smart phone connessi in tempo reale.

Ciò vuol dire che il controllore della qualità, anche attraverso wearable device, come, ad esempio, quelli per la realtà aumentata, è in grado di visualizzare digitalmente non solo l'oggetto in fieri, nelle sue dimensioni geometrico-dimensionali e alfa-numeriche, ma pure può implementare tempestivamente, spesso on line, le registrazioni della qualità (così come della quantità), aprendo, in contraddittorio, ancorché, talvolta, remoto, le opportune non conformità.
Quello che rileva è, in primo luogo, che il controllore disponga immediatamente di tutti i riferimenti (dalle clausole contrattuali ai documenti di trasporto) relativi alla condizione di conformità, possa corredare le descrizioni di non conformità con annotazioni e immagini correlate agli oggetti medesimi, condividendole in tempo reale coi soggetti interessati, eventualmente, appunto, in contraddittorio, almeno tramite notifica.
La situazione di conformità o di non conformità può, inoltre, essere in automatico riportata, attraverso un codice semaforico, direttamente sugli oggetti del modello informativo, oltre che sulle entità fisiche, in maniera digitale.

Sin qui sostanzialmente la valutazione di conformità avviene soggettivamente e la sua registrazione accade manualmente/strumentalmente e, entro una certa misura, soggettivamente: anche in questo caso, però, sia con riferimento alle squadre operative interne sia ai fornitori e ai subappaltatori esterni, il dato inerente alla registrazione effettuata, computazionale, permette, in primo luogo, di elaborare rapidamente analisi statistiche attraverso dashboard, permettendo una facile comprensione delle tendenze in atto.
Laddove, però, i dati siano raccolti sistematicamente entro serie storiche, algoritmi di machine learning possono consentire di svolgere stime probabilistiche sulle future non conformità, rafforzando le potenzialità delle azioni, o delle misure, preventive, così come, ancor precedentemente, possono creare sequenze costruttive e modelli 4D autonomamente.
Tali analitiche possono essere esercitate sia sui dati alfa-numerici sia su riconoscimenti vocali o su immagini.

D'altra parte, la stessa celerità con cui possono essere condivisi gli esiti dei controlli della qualità, anche senza ricorrere all'Intelligenza artificiale, può rendere parzialmente concomitante l'azione o la misura correttiva, facendola divenire quasi preventiva.
Se è vero che il controllore della qualità può disporre immediatamente e in loco dei criteri e dei riferimenti necessari per misurare e per valutare lo scostamento dalla situazione di conformità, rendendo più efficace il proprio operato, resta, comunque, il grado di discrezionalità inerente al giudizio tecnico.

In prospettiva, però, attraverso, dapprima, le rilevazioni digitali tramite nuvole di punti e altre tecnologie, oltreché tramite sensori, poi, la valutazione della conformità assumerà livelli maggiori di oggettività.
Ovviamente, i risultati dei controlli della qualità, registrati digitalmente, stante la loro natura computazionale, rafforzano il valore propositivo degli stessi ed entrano prepotentemente quali asset nei processi di auditing del Sistema di Gestione per la Qualità.
Le evoluzioni del modello informativo federato attraverso cui si gestisce la pianificazione dei controlli della qualità dovrebbero, alla conclusione dei lavori, oltre che permettere la configurazione dello stato As Built, sottolineare quali siano le non conformità ancora aperte, presupposto di successivi contenziosi tra le controparti.

Da ultimo, come si accennava, l'introduzione dell'Internet of Things dovrebbe consentire, tramite la sensoristica, di individuare, ancor più oggettivamente che attraverso misurazioni digitali o nuvole di punti, le condizioni di non conformità, grazie ai recettori, e di innescare immediatamente azioni correttive, tramite gli attuatori, sulla scorta dei criteri correttivi (o preventivi) definiti ed eventualmente grazie a sistemi che auto-apprendano.
Ovviamente, i meccanismi decisionali semi-autonomi, basati su metriche definite, o, comunque, i dispositivi di supporto alle decisioni, si relazionano non solo al cantiere, bensì a tutti i luoghi produttivi a esso connessi e alla corrispondente rete per la mobilità.

Di conseguenza, si tratta di immaginare che i processi digitali qui descritti avvengano all'interno di piattaforme in grado di capitalizzare i dati raccolti e di elaborarli in un contesto di natura geo-spaziale.
Il che vuol dire che queste piattaforme, o meglio, ambiente di condivisione decisionale, potrebbero essere imposte contrattualmente, condizionando a esse determinate coperture assicurative e determinati prodotti finanziari.
In questo modo, la qualificazione e la certificazione della qualità delle transazioni informative e decisionali tra le controparti sarebbero misurate a beneficio dei soggetti che sostengano elevatissimi profili di rischio.

Si possono, perciò, individuare quattro incrementali Gradi di Digitalizzazione della Gestione del Cantiere:

  1. la introduzione di procedure digitali avanzate per la simulazione dei lavori ai fini della programmazione temporale e spaziale;
  2. la digitalizzazione delle usuali attività di monitoraggio dello stato di avanzamento dei lavori, di verifica delle condizioni di sicurezza dei lavoratori e il controllo della non conformità delle lavorazioni e la loro gestione in tempo reale;
  3. il ricorso a strumenti di sovrapposizione tra le scene previsionali derivate dal modello 4D e le nuvole di punti derivate dal rilievo digitale di ciò che è stato realizzato per definire, ad esempio, semi-automaticamente gli indicatori SPI (Schedule Performance Index) e CPI (Cost Performance Index);
  4. l'uso di sistemi di interconnessione tra le entità presenti nel cantiere (maestranze, macchinari, materiali, apprestamenti e attrezzature) che, grazie a specifiche analitiche predittive, consentano una semi-autonomazione dei processi.

È palese che, in presenza di queste prospettive, con una simile modalità, gli assicuratori, i finanziatori e gli investitori potranno tracciare differenti profili di rischio, a seconda delle opzioni scelte e, al contempo, valutare le prestazioni degli operatori coinvolti.