Tecnologie del Progetto di Architettura | Esposito by DIDA

maria antonietta esposito filippo bosi presentazione di

arto kiviniemi

Tecnologie del Progetto di Architettura Rimodellazione di progetto e fabbricazione

Airport Booklets

ABC

Collection

Airport Booklets

ABC

Collection

L’intento della collana è di presentare lo stato dell’arte degli studi nella Scienza del Progetto dal particolare punto di osservazione dell’architettura evolutiva e sostenibile degli aeroporti. Questo specifico ambito esemplifica perfettamente la complessità della progettazione offrendo uno scenario avanzato degli sviluppi della ricerca e del dibattito sulla Gestione del Progetto. Esso è nelle Costruzioni, sia riguardo alle metodologie che agli strumenti e alle soluzioni tecnologiche, ciò che la “Formula 1” rappresenta nel mondo dell’automobile. La collana ha un piano editoriale in open access che prevede la pubblicazione di alcuni quaderni monografici sull’architettura aeroportuale e manualetti tecnico-scientifici su temi metodologici e strumentali. Le pubblicazioni sono dirette a studenti, operatori ed accademici, focalizzando le tematiche di tendenza riguardanti le metodologie di sviluppo della progettazione sostenibile in questo settore. La collana comprende contributi multidisciplinari dell’architettura, dell’ingegneria e delle scienze sociali. The aim of the Collection is to present state of the art design management studies applied to airports evolutionary and sustainable architecture. Such peculiar application field highlights the complexity of contemporary airport projects through research that advances the theoretical debate on Design Science. It can represent regarding methodologies, instruments, and technological solutions for architectural projects in Construction Industry what the “Formula 1” is for the Automotive’s one. The Collection plan foresees both monographs and manuals as well in open access publishing directed to students, professionals and academics, focused on airports green building design methods trend topics. The collection includes multidisciplinary contributes in Architecture, Engineering and Social Sciences.

Airport Booklets

ABC

Collection

Airport Booklets

ABC

Collection

Coordinatore | Scientific coordinator Saverio Mecca | Università degli Studi di Firenze, Italy Comitato scientifico | Editorial board Elisabetta Benelli | Università degli Studi di Firenze, Italy; Marta Berni | Università degli Studi di Firenze, Italy; Stefano Bertocci | Università degli Studi di Firenze, Italy; Antonio Borri | Università di Perugia, Italy; Molly Bourne | Syracuse University, USA; Andrea Campioli | Politecnico di Milano, Italy; Miquel Casals Casanova | Universitat Politécnica de Catalunya, Spain; Marguerite Crawford | University of California at Berkeley, USA; Rosa De Marco | ENSA Paris-LaVillette, France; Fabrizio Gai | Istituto Universitario di Architettura di Venezia, Italy; Javier Gallego Roja | Universidad de Granada, Spain; Giulio Giovannoni | Università degli Studi di Firenze, Italy; Robert Levy| Ben-Gurion University of the Negev, Israel; Fabio Lucchesi | Università degli Studi di Firenze, Italy; Pietro Matracchi | Università degli Studi di Firenze, Italy; Saverio Mecca | Università degli Studi di Firenze, Italy; Camilla Mileto | Universidad Politecnica de Valencia, Spain | Bernhard Mueller | Leibniz Institut Ecological and Regional Development, Dresden, Germany; Libby Porter | Monash University in Melbourne, Australia; Rosa Povedano Ferré | Universitat de Barcelona, Spain; Pablo RodriguezNavarro | Universidad Politecnica de Valencia, Spain; Luisa Rovero | Università degli Studi di Firenze, Italy; José-Carlos Salcedo Hernàndez | Universidad de Extremadura, Spain; Marco Tanganelli | Università degli Studi di Firenze, Italy; Maria Chiara Torricelli | Università degli Studi di Firenze, Italy; Ulisse Tramonti | Università degli Studi di Firenze, Italy; Andrea Vallicelli | Università di Pescara, Italy; Corinna Vasič | Università degli Studi di Firenze, Italy; Joan Lluis Zamora i Mestre | Universitat Politécnica de Catalunya, Spain; Mariella Zoppi | Università degli Studi di Firenze, Italy

maria antonietta esposito filippo bosi presentazione di

arto kiviniemi

Tecnologie del Progetto di Architettura Rimodellazione di progetto e fabbricazione

Il volume è l’esito di un progetto di ricerca condotto dal Dipartimento di Architettura dell’Università degli Studi di Firenze. La pubblicazione è stata oggetto di una procedura di accettazione e valutazione qualitativa basata sul giudizio tra pari affidata dal Comitato Scientifico del Dipartimento DIDA con il sistema di blind review. Tutte le pubblicazioni del Dipartimento di Architettura DIDA sono open access sul web, favorendo una valutazione effettiva aperta a tutta la comunità scientifica internazionale. Attribuzioni e contributi esterni La presentazione è del Prof. Arto Kiviniemi della Liverpool University. Il capitolo ‘Gestione del progetto’ è di Filippo Bosi, Ph.D. e Cultore della Materia della disciplina che inoltre ha contribuito al capitolo ‘BIM e implicazioni socio-tecniche’ con i paragrafi ‘Collaborazione nel BIM’ e ‘Critiche’. Alla collaborazione di Gioia Frappi si deve la selezione e scelta di immagini e progetti. Maria Antonietta Esposito – Direttore scientifico | Scientific coordinator Carmela Canzonieri, Università degli Studi di Enna Kore, Italy – Landscape Architecture; Angelo Ciribini, Università degli Studi di Brescia, Italy — Building Production; Arto Kiviniemi, University of Liverpool, UK — BIM & Social Science; Richard de Neufville, Massachusetts Institute of Technology, USA — Airport Engineering; Hannes Krieg, University of Stuttgart, Germany – Life Cycle Costing; Jerzy Paslawsky, Poznan University of Technology, Poland – Sustainable Construction; Maria Rita Pinto, Università degli Studi di Napoli Federico II, Italy – Maintenance and Asset Management; Maria Benedetta Spadolini, Università degli Studi di Genova, Italy – Ageing Design — Comitato scientifico | Scientific board; Christiane Boehner, Filippo Bosi, Vicente Gonzales, Serena Viola, Patricia Tzortzopoulos, Gioia Frappi (segreteria) — Comitato editoriale | Editorial board in copertina

Shanghai Pudong International Airport, Terminal T2.

progetto grafico

didacommunicationlab Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze Susanna Cerri Sara Caramaschi

Stampato su carta di pura cellulosa Fedrigoni Arcoset

indice

Presentazione | Presentation Arto Kiviniemi

Introduzione | Introduction Maria Antonietta Esposito

Gestione del progetto Project Design Management Filippo Bosi

Il piano di esecuzione del BIM negli aeroporti BIM Executive Plan in Airports Maria Antonietta Esposito

I prodotti del BIM nella progettazione del terminal Products: BIM Deliverables in Airports Maria Antonietta Esposito

BIM e implicazioni socio-tecniche Human Resources: Modeling and collaboration procedures in Airports Maria Antonietta Esposito, Filippo Bosi

Dalla modellazione alla fabbricazione From modeling to fabrication Maria Antonietta Esposito

121

Appendice A | Appendix A

147

Appendice B | Appendix B

159

Appendice C | Appendix C

165

Appendice D | Appendix D

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Bibliografia | References

173

Sitografia | Websites

180

Glossario | Glossary

181

Acronimi | Acronyms

187

Credits

189

tre persone erano al la cantiere edile. avevano ma quando fu loro chies il loro lavoro, le risp ‘spacco pietre’ rispose ‘mi guadagno da vivere’ ‘partecipo alla costruz cattedrale’ disse il te 6

tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

avoro in un o il medesimo compito, sto quale fosse poste furono diverse. e il primo. â&#x20AC;&#x2122; rispose il secondo. zione di una erzo. tecnologie del progetto di architettura

Peter Schultz

presentazione | foreword Arto Kiviniemi

Liverpool University

A.Kiviniemi@liverpool.ac.uk

â&#x20AC;˘

Boarding Gate Lounge T3 CPG Corporation (2008)

Building Information Modelling (BIM) is fundamentally changing the way we design, construct and operate our buildings. The situation is a school book example of a disruptive change in the industry. BIM is often seen as only a technological issue, 3D modelling or in the worst case a software. However, although the technology is an essential element, the real challenges are in the development of processes and business models to gain full benefits of BIM. One of the challenges is the common divide in the industry: The young professionals can be very capable with BIM and other technologies in their own field, but do not necessarily know enough of the practical issues and the needs of other project participants. On the other hand, the older professionals are very experienced in the practice, but often do not know BIM and other technologies and therefore cannot utilize the full potential of new technologies. The Project Technology booklet is an excellent addition to the existing BIM literature. It is an effort bridging the above gap specifically related to the airport design, construction and operation by providing understanding of the practical issues in the airport design for the students. Although the main focus group for the booklet are the students, it can be strongly recommended also for the experienced professionals who want to understand the potential of BIM in their field. The focus in airports is a very unique and valuable feature of the booklet. Most of the BIM literature is generic, but because the efficient application of BIM can be very different depending on the building type â&#x20AC;&#x2DC;one size does not fit allâ&#x20AC;&#x2122;. Thus, it is important to have also specific, practical views of the benefits and challenges in implementing BIM on certain type of projects. This combined with the more comprehensive, generic BIM handbooks can help both the students and professionals to gain full understanding how to implement BIM successfully in their projects. Chapter 1 | Project Design Management, describes the state-of-the-art in project management. One central element there is the Lean Design methodology and elimination waste in the form of design errors and clashes, which often are a major factor in the cost and schedule over-runs.

tecnologie del progetto di architettura â&#x20AC;˘ maria antonietta esposito

pagina a fronte Heathrow Airport, Terminal 5 Richard Rogers Partnership (2008)

Chapter 2 | BIM Execution Plan in Airports, presents the BIM Execution Plan as a tool for defining what should be done in different stages for the process. This is one of the most important issues in the practical BIM implementation. BIM is a tool, not a goal, and it is crucial to define why the tool should be used, what information should be delivered, when the information is needed and by whom, and what benefits the project is trying to achieve by the use of new tools and processes. Chapter 3 | Products: BIM Deliverables in Airports, introduces the deliverables at different stages giving more detailed instructions for the use of BIM than Chapter 2 | BIM Execution Plan in Airports. In addition, although the focus of the chapter is specifically in the airport design with some minor adjustments the content is relevant also for other types of projects. Chapter 4 | Human Resources: Modeling and collaboration procedures in Airports, discusses the often-neglected but extremely important socio-cultural aspects of BIM. In the traditional process the standardized roles of different disciplines have made the formation of new projects easy and fast, because everyone knew what was expected from them. This used to be one of the strengths of the construction industry, but now when the processes and roles are changing it has become an obstacle. Successful BIM implementation requires strong leadership in change management both on company and project level. Thus, understanding of the socio-cultural aspects is crucial, especially in international projects where the participants can have different cultural background. Chapter 5 | Process: From modeling to fabrication, introduces the rapidly growing digital fabrication (e.g. 3D printing and robotics) which combined with BIM will radically change the construction processes in the future. Their use will also start making drawings obsolete as the production will use models directly in production, which means a final move from the document-based design into modeling. This also means need for a radical change in the architectural and engineering education, which unfortunately is still often based on the old document-based paradigm. The booklet is easy to read but does not over-simplify the issues or over-sell BIM. It gives a balanced view to the benefits and challenges of implementing BIM in airport design. When relevant, the text includes references to more detailed sources. The booklet is suitable as well for the people starting their BIM journey as for advanced readers, and although the emphasis is strongly in the practical application of BIM in the airport design, construction and operation, it is also an excellent addition for general BIM education. In addition, I sincerely hope that the booklet will find its way to the major owners and operators and helps them to realize the benefits of demanding the use of BIM and collab-

presentazione â&#x20AC;˘ arto kiviniemi

orative design and delivery methods in their projects. Unless the owners and operators start procuring BIM-based services and incentivising their service providers to collaborate by using new contract models where the participants â&#x20AC;&#x2DC;share the pain and the gainâ&#x20AC;&#x2122;, like alliancing or Integrated Project Delivery (IPD), the industry will continue trying to minimize their efforts instead of maximizing the value for their clients.

tecnologia del progetto di architettura â&#x20AC;˘ maria antonietta esposito

introduzione | introduction Maria Antonietta Esposito

Università degli Studi di Firenze

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Suvarnabhumi Intl Airport, Departure Curb JAHN Architects (2007)

Il primo volume della collana ABC | Airport Booklet Collection è dedicato ad un nuovo approccio alla progettazione, costruzione, gestione e dismissione dell’architettura dei terminal aeroportuali. Tale nuovo approccio nasce dalla spinta alla evoluzione del settore imposta dalla digitalizzazione del processo edilizio e dalla visione dell’intero ciclo di vita, dalla concezione alla demolizione, dell’infrastruttura. Il primo aspetto è basato sulle sempre più pervasive tecnologie di Building Information Modeling (BIM) il secondo sui tre pilastri della sostenibilità — ambientale, sociale, economica. Questi due fattori hanno determinato da un lato l’esigenza di ristrutturare i processi di sviluppo, dall’altro di inserire nuovi requisiti per la sostenibilità per ottenere con la combinazione il raggiungimento degli obiettivi qualitativi del progetto oggi attesi. Il libro nasce dai risultati di oltre un decennio di ricerca nell’ambito della Scienza del Progetto applicata alla Architettura degli Aeroporti e dalle conoscenze organizzative e tecnologiche sviluppate in questi ambiti dall’autore con il suo gruppo di ricerca. Il contributo che questo libro offre, riguarda

This book is dedicated to a new approach to the design, construction, management and decommissioning of airport terminal architecture. This new approach arises from the push to evolve the sector imposed by the digitization of the building process and the vision of the entire life cycle, from the conception to the demolition of the infrastructure. There are two initial aspects, the first is based on increasingly pervasive Building Information Modeling (BIM) technologies, the second rests on the three pillars of sustainability — environmental, social and economic. These two factors have determined the need to restructure the development processes, whilst including new requirements for sustainability in order to achieve the expected quality objectives of the project. This book is the result of over a decade of research in the field of Project Science applied to the Architecture of Airports and the organizational and technological knowledge developed in the aforementioned areas by the author with his research group. The contribution that this book offers regards the knowledge of the project management methodologies subtended by the

tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

la conoscenza delle metodologie di gestione del progetto sottese dall’adozione del BIM in un ambito che richiede il suo utilizzo soprattutto nelle fasi operative e finali dell’opera a causa del carattere evolutivo del progetto aeroportuale. Esso offre a tutti i componenti del team di progetto ed al gestore una visione concreta dell’impatto delle tecnologie BIM e del loro effettivo uso nella progettazione del terminal. Il quaderno illustra come progettare, costruire ed operare un terminal con il BIM e quanto sia diverso condurre tali attività rispetto alle modalità tradizionali con semplici disegni siano essi cartacei od elettronici. Il BIM sta iniziando anche a cambiare l’immagine dell’architettura degli aeroporti, il modo come essi funzionano, e come vengono costruiti. Con questo contributo gli autori vogliono utilizzare il termine BIM per descrivere dei processi piuttosto che semplicemente una tecnologia di sistema informativo, riflettendo l’idea che il BIM non sia un tipo di software, ma soprattutto un artefatto intellettuale ed organizzativo, cioè una piattaforma digitale, prodotto della cultura del progetto contemporanea e capace di cambiare il processo di costruzione dell’Architettura. Perché un booklet sulla Tecnologia di progetto? Prima di rispondere a questo interrogativo si deve chiarire una questione che riguarda il significato del lemma ‘Tecnologia del

adoption of BIM in an area that requires its use, especially in the operational and final phases, due to the evolutionary nature of the airport project. The book offers to all project participants and to the manager a concrete vision of the impact of BIM technologies and their effective use in the design of the terminal. This book illustrates how to design, build and operate a terminal using BIM and in comparison to conducting such activities following traditional methods, whether paper-based or electronic. BIM is also starting to change the image of airport architecture, how they function, and how they are built. With this book, the author uses the term BIM to describe processes rather than simply an information system technology, reflecting the idea that BIM is not just one type of software but, above all, an intellectual artifact produced by the culture of contemporary design, capable of changing the construction process in architecture. Why a Project Technology booklet? Before addressing this question we must clarify the meaning of the lemma ‘Technology of the project’ and the context to which it refers. For project technology, we can understand both the knowledge of the methodologies and the constructive systems of the architecture, or the knowledge of the methodologies and information technologies for the production of the

introduzione

progetto’ ed il contesto a cui si riferisce. Per Tecnologia di progetto si può intendere sia la conoscenza delle metodologie ed i sistemi costruttivi dell’architettura sia la conoscenza delle metodologie e le tecnologie dell’informazione per la produzione, gestione, uso e dismissione del progetto. Quindi sarebbe più corretto parlare di ‘Tecnologie di progetto’. Questo quaderno nasce nel secondo ambito,definito appena una quarantina di anni fa e si riferisce oggi a questioni sorte con la digitalizzazione dei processi progettuali e costruttivi. La motivazione nello scrivere questo libro è nata anche dall’entusiasmo con cui gli studenti hanno accolto la sperimentazione di questo nuovo approccio, forse perché nativi digitali o perché privi di condizionamenti legati alle vecchie prassi. Gli studenti di architettura hanno accettato senza riserve il nuovo scenario ed anche di abbattere i miti del passato per accogliere lo stato dell’arte, rinforzare il realismo ed affrontare un nuovo metodo di progettazione dell’Architettura tutto giocato in ambito tecnologico. L’esperienza del gruppo di lavoro nell’ambito della gestione del progetto è stato prevalentemente mirato sugli aspetti organizzativi, la sperimentazione nell’uso del BIM per il controllo della sostenibilità è stata l’occasione che ha consentito in ultimi dieci anni di sviluppare alcuni elementi ascrivibili alla scienza del progetto in senso tecnologico. È importante ora metterli rapidamente a disposizione non solo di altri studenti, ma

project. This book was born in the second area, defined forty years ago and referring precisely to questions that have arisen with the digitalization of design and construction processes. The motivation in writing this book was born also from the enthusiasm with which the students have accepted the experimentation of this new approach, perhaps because they are digitally fluent or because they are free of conditioning linked to old practices. Architecture students have accepted the new scenario without reservations breaking down myths of the past to welcome the state of the art, to reinforce realism and to explore a new architectural design method, all played in the technological field. The experience of the working group in the project management field was mainly focused on organizational aspects. Experimentation in using BIM for the control of sustainability was the occasion that has allowed us in the last ten years to develop some elements ascribable to Design Science in a technological sense. It is imperative to swiftly make them available not only to other students, but also to professionals to embrace the change we have anticipated and simulated in the scientific and educational laboratory. We hope to achieve these long-term benefits that parametric technology — herein known as BIM (Building Information Modeling) — promises at various levels, in a specific work and in a broader sense of socio-economic

tecnologia del progetto di architettura • maria antonietta esposito

pagina a fronte Tom Bradley Intl Terminal Fentress Architects (2013)

anche degli operatori professionali per affrontare il cambiamento che abbiamo anticipato e simulato nel laboratorio scientifico e didattico. Speriamo così di ottenere quei benefici a lungo termine che la tecnologia parametrica, nota sotto l’acronimo di BIM (Building Information Modeling), promette a vari livelli, in una specifica opera, ma anche in senso più ampio come impatto socio-economico con la realizzazione di opere di infrastrutturali più adeguate in termini qualitativi ed economici. La digitalizzazione parametrica del progetto può contribuire ad ottenere minori costi e consumi, migliori prestazioni nel ciclo di vita, minori impatti a fine vita del terminal. In questo breve compendio cercheremo di spiegare il perché. A chi è diretto questo libro ed a che serve? Il libro è indirizzato agli studenti, ma anche operatori del settore delle costruzioni e in particolare del settore aeroportuale, gestori, professionisti e ispettori; si tratta di ingegneri ed architetti professionisti di tutte le discipline interessate dal progetto, costruzione e manutenzione del terminal; dei produttori di sistemi e componenti e delle imprese di costruzione generali e specialistiche. Gli studenti di architettura ed ingegneria civile sono destinatari dell’opera perché vi potranno riconoscere la metodologia adottata nei corsi che

impact with the realization of more adequate infrastructural works in qualitative and economic terms. The parametric digitization of the project can contribute to lower the costs and resources consumption, optimizing performance in the life cycle, lower the impact at the end of the terminal life cycle. In this brief summary we will try to explain how. Who is this book for and what is it for? The book is addressed primarily to students, but also to operators in the building and airport sector, managers, professionals — the latter being engineers and architects of all disciplines involved in the project, construction and maintenance of the terminal – in addition to manufacturers of systems and components and general and specialist construction companies. Students of architecture and civil engineering are the recipients of the work because they will be able to recognize the methodology adopted for the courses they will follow in this area, judged to be very efficient by those who preceded them. The book presents BIM technologies from a specific perspective applied to the architecture design of the airport terminal, highlighting the benefits, critical elements and socio-technical aspects necessary for the organization of the project production and infrastructure management. The book also presents the influence of

introduzione

tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

seguiranno in questo ambito e che, coloro che li hanno preceduti, hanno giudicato molto attraenti. Il libro presenta le tecnologie BIM da un punto di vista specifico, applicate alla progettazione come prototipo del progetto di architettura, evidenziandone i benefici, elementi critici e aspetti socio-tecnici necessari per l’organizzazione dell’infrastruttura di produzione e gestione del progetto. Il libro presenta anche l’influenza del BIM sul quadro regolatorio delle opere pubbliche in generale e dell’ente di controllo dell’aviazione civile in particolare. Verranno introdotti alcuni aspetti contrattuali associati con le modalità di appalto digitale. Inoltre il libro illustra alcuni casi studio e varie applicazioni BIM in ambito aeroportuale. Il libro comprende cinque capitoli e tre appendici. Il primo capitolo inquadra lo stato dell’arte nella gestione del processo di progetto. Al centro di questa presentazione emerge la metodologia del Lean Design ossia della fluidificazione dei processi di sviluppo mediante tecniche per la ri-organizzazione, resa necessaria dal profondo cambiamento introdotto dalla digitalizzazione del progetto abilitata dal BIM e dalle Information and Communication Technologies (ICT) in generale, che consentano l’eliminazione degli errori (waste). Il secondo capitolo presenta il Piano di

BIM on the regulatory framework of public works in general and of the civil aviation control agency in particular. Some contractual aspects associated with procurement procedures will be introduced. In addition, the book presents some case studies and various BIM applications in the airport. This book contains five chapters and three appendixes. The first chapter describes the state of the art in the management of the project process. At the center of this presentation emerges the methodology of the Lean Design or the fluidification of development processes through techniques for re-organization, made necessary by the profound change introduced by the digitization of the project enabled by BIM and Information and Communication Technologies (ICT) in general, allowing the elimination of errors (wastes). The second chapter presents the BIM Implementation Plan as a tool for defining the modeling processes applied to airport development and its typical phases, in relation to regulatory and technical references. The third chapter presents the products of BIM within the project of the terminal with reference to particular aspects such as the Project Organisational Memories (POM) derived from the application of the principles of Lean Design in a BIM process. The fourth chapter discusses the socio-cul-

introduzione

esecuzione del BIM come strumento di definizione dei processi di modellazione applicati allo sviluppo aeroportuale ed alle sue fasi tipiche, in rapporto alle referenze normative e tecniche. Nel terzo capitolo vengono presentati i prodotti del BIM nell’ambito del progetto del terminal con riferimento ad aspetti particolari come le Project Organisational Memories (POM) derivate dalla applicazione dei principi del Lean Design in un processo BIM. Il quarto capitolo discute gli aspetti socio-culturali del BIM troppo spesso trascurati o semplicemente gestiti con tecniche collaborative standardizzate; questo approccio si presenta come fonte molto interessante di fattori di successo dei progetti in un settore di valenza internazionale che trova attuazione in contesti culturali molto diversi. Il capitolo quinto descrive la nuova frontiera aperta nell’immediato futuro dalla piena digitalizzazione parametrica del progetto e dalla fabbricazione derivata dai modelli 3D mediante stampa additiva di parti e sistemi, in particolare dell’involucro e degli allestimenti interni. L’appendice A è dedicata ad elencare i tipici elementi da sviluppare per disciplina ed in particolare nel BIM architettonico. L’appendice B è dedicata agli oggetti BIM ed alla matrice delle responsabilità. L’appendice C è dedicata alle linee guida per il BIM architettonico.

tural aspects of BIM that are too often neglected or simply managed with standardized collaborative techniques; this approach is a very interesting source of success factors for projects in a sector of international value that is implemented in incomparable cultural contexts. Chapter 5 describes the new open frontier in the immediate future. From full parametric digitization of the project to fabrication derived from the 3D models through additive printing of parts and systems, in particular of the architectural envelope and of the internal fittings. Appendix A is dedicated to listing the typical elements to be developed by this discipline and in particular in Architectural BIM Appendix B is dedicated to BIM objects and the responsibility matrix. Appendix C is dedicated to the guidelines for Architectural BIM.

tecnologie del progetto di architettura â&#x20AC;˘ maria antonietta esposito, filippo bosi

tecnologie del progetto di architettura

Gestione del progetto

Project Design Management

tecnologie del progetto di architettura â&#x20AC;˘ maria antonietta esposito, filippo bosi

gestione del progetto | project design management Filippo Bosi

Università degli Studi di Firenze

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Dusseldorf Airport, Departure Hall JSK Perkins & Will Architects (2002)

Sintesi Il presente capitolo inquadra lo stato dell’arte nella gestione del processo di progetto. Al centro di questa presentazione emerge la metodologia del Lean Design che agevola la fluidificazione dei processi di sviluppo mediante tecniche per la riorganizzazione, che è resa necessaria dal profondo cambiamento introdotto dalla digitalizzazione del progetto. Esso è abilitato dal BIM e dalle ITC, che consentano l’eliminazione degli errori nel processo (process waste). Obiettivi di apprendimento Con la lettura di questo capitolo il lettore avrà: • conoscenza dello stato dell’arte della gestione della progettazione in aeroporto (ATD — Airport Terminal Design); • conoscenza delle risorse, referenze bibliografiche sul tema; • consapevolezza delle criticità nelle pratiche progettuali tradizionali; • comprensione del concetto di Lean Design nel contesto specifico.

Synthesis This chapter describes the state of the art in project process management. At the center of this presentation emerges the Lean Design methodology or the fluidification of development processes through re-organization techniques, made necessary by the deep change introduced by the digitization of the project enabled by BIM and by ITC in general, which allow the elimination errors in the process (process waste). Learning objectives By reading this chapter the reader will have: • knowledge of the state of the art of planning management at the airport (ATD — Airport Terminal Design); • knowledge of resources, bibliographic references on the topic; • awareness of the critical issues in traditional design practices; • understanding of the concept of Lean Design in the specified context.

tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

Stato dell’arte nella Gestione della Progettazione aeroportuale Per affrontare il problema della gestione del progetto dobbiamo comprendere perché consideriamo il progetto del terminal significativo e capace di indicare una tendenza già in atto e che è destinata a consolidarsi nel prossimo futuro. Prima di tutto bisogna evidenziare che lo scenario per la progettazione del terminal si presenta molto complesso. Tanto più esso viene sviluppato tanto più saranno limitate le alternative di progetto che potranno essere prese in considerazione, restringendo il campo della estrema variabilità determinata dai fattori che influenzano la sua progettazione. Il processo di de-regolamentazione che ha caratterizzato il settore a causa della liberalizzazione del mercato dell’aviazione civile ed i cambiamenti resi necessari per la sicurezza del volo ed a terra, hanno imposto forti cambiamenti nella progettazione dei terminal negli ultimi decenni (Macchi, 2008) ed è evidente che questa evoluzione continuerà nei prossimi anni modificando ancora lo scenario futuro (De Neufville, 2013). Sebbene in letteratura il processo di progettazione del terminal sia descritta universalmente in quattro fasi caratteristiche (Mumayiz, 1989): fase di concezione, pianificazione, definitiva ed esecutiva; esso si presenta come un problema indeterminato in quanto vi è molta differenza tra la concezione e la realizzazione e con l’avvio delle operazioni (Bosi, 2015). Gli aero-

State of the art in the management of airport planning To tackle the problem of project management we must understand why we consider the design of the terminal significant to indicate a trend already underway and destined to consolidate in the near future. First of all, we must point out that the scenario for the design of the terminal is very complex. Increasing design specifications means increasing design limitations, which can be taken into account by narrowing the field of extreme variability determined by the factors influencing its design. The deregulation process that has characterized the sector due to the liberalization of the civil aviation market and the changes made necessary for flight and ground safety, have imposed major changes in the design of the terminals in recent decades (Macchi, 2008) and it is evident that this evolution will continue in the coming years, still modifying the future scenario (De Neufville, 2013). Although in the literature the design process of the terminal is described universally in four characteristic phases (Mumayiz, 1989): conception, planning, detailed and final phase; it presents itself as an indeterminate problem as there is a great deal of difference between conception and realization and the start of operations (Bosi, 2015). Airports are complex and expensive projects and inadequate planning is unacceptable to the airport industry by the participants of

gestione del progetto

porti sono progetti complessi e costosi ed è evidente che una progettazione inadeguata non è accettabile dall’industria aeroportuale dai partecipanti dei progetti sia pubblici che privati e, più in generale, dato l’impatto sociale che questi progetti hanno, dalle parti interessate (Mumayiz, 1989; Odoni et al., 1992). Quindi è importante giungere alle decisioni che influiscono sul progetto con una metodologia che possa assicurare non solo l’affidabilità tecnica, ma anche il consenso, la collaborazione e la flessibilità futura (Kiviniemi, 2017). Infatti il progetto aeroportuale è un progetto evolutivo che deve rispondere a requisiti che cambiano nel tempo in base ai flussi di traffico in uno scenario connotato dall’incertezza (De Neufville, 2013). Per molti anni la ricerca ha proposto innovazioni nei processi di progettazione o nelle metodologie, mentre le tecnologie dell’informazione hanno pervaso il settore prima automatizzando le attività tradizionali con il CAD, poi con il Building Information Modeling (BIM) e le stesse metodologie del disegno digitale sono divenute obsolete, attuando la possibilità di gestire gli aspetti prestazionali con l’Information Technology and Communication (ITC) ha consentito l’operatività remota annullando le distanze geografiche, la condivisione e in “cloud” (Esposito, 2010, Macchi, 2009). Recentemente, all’incirca dagli anni 90 ad oggi, soprattutto l’ambito degli studi del Management con il trasferimento di alcune metodologie di origine industriale come il Lean, hanno proposto innovazioni

both public and private sectors and — more generally — given the social impact that these projects have, by stakeholders (Mumayiz, 1989; Odoni et al., 1992). Therefore it is necessary to reach the decisions that affect the project with a methodology that ensures not only technical reliability, but also consents collaboration and future flexibility (Kiviniemi, 2017). In fact, the airport project is an evolutionary project that must respond to requirements that transform over time based on traffic flows in a scenario characterized by uncertainty (De Neufville, 2013). For many years research has apparently not proposed any innovation in design processes or methodologies. Information technologies have pervaded the sector by automating traditional activities first with the automation and digitalization of drawing with Building Information Modeling (BIM) and then making these same methodologies obsolete with the Building Information Modeling (BIM) and the Information Technology and Communication (ITC) that allowed the remote operation canceling the geographical distances (Esposito 2010, Macchi, 2009). Recently, however, from around the 90s to today, especially the scope of Management studies with the transfer of some methodologies of industrial origin such as Lean, have proposed innovations able to respond in various respects to the demand for re-organization of design, construction and operation of the terminals (Bosi, 2015) and the need to resolve conflicts of interest between

tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

in grado di rispondere per vari aspetti alla domanda di ri-organizzazione dei processi di progettazione, costruzione ed operazione dei terminal (Bosi, 2015), ed alla esigenza di risolvere i conflitti d’interesse tra le parti interessate (Harrison et al., 2012). In particolare il tema della risoluzione dei conflitti di interesse tra le parti è stato recentemente oggetto di maggiore studio e dibattito tra i ricercatori nell’ambito della serie di Seminari Internazionali intitolati ‘When BIM meets Social Science’ promossi in Europa dal gruppo di esperti internazionali del settore (Kiviniemi, 2016). Uno degli elementi da considerare nella gestione del progetto con tecniche avanzate riguarda quindi il coinvolgimento delle parti interessate che per il terminal possono essere elencate come segue (Bosi 2015, Harrison et al., 2012): • Enti governativi, che definiscono il quadro normativo e regolatorio; • Gestori aeroportuali e partner di progetto, che sono focalizzati sulla redditività dell’investimento; • Linee aeree che hanno come principale obiettivo la minimizzazione dei costi e la massimizzazione dei profitti minimizzando i tempi a terra; • Enti commerciali e di servizio che sono focalizzati sul profitto delle loro attività in aeroporto; • Personale dell’aeroporto e sindacati di categoria che sono attenti ai salari ed all’ambiente di lavoro;

the parties involved (Harrison et al., 2012). The latter aspect has recently been the subject of greater study and debate among researchers in the series of International Seminars entitled ‘When BIM meets Social Science’ promoted in Europe by the group of international experts in the field (Kiviniemi, 2016). One of the elements to consider in the management of the project with advanced techniques concerns the involvement of the interested parties that for the terminal can be listed as follows (Bosi 2015, Harrison et al., 2012): • Government bodies, which define the regulatory and regulatory framework • Airport managers and project partners, who are focused on the profitability of the investment; • Airlines whose main objectives are to minimize costs and downtime while maximizing profits; • Commercial and service entities that are focused on the profitability of their activities at the airport; • Airport personnel and trade unions who are attentive to wages and the work environment; • Passengers who expect a pleasant travel experience without disruption. The first issue to be addressed in the conceptual phase of the project therefore concerns precisely the definition of the project objectives taking into account the interested parties (Jones et al., 2007). The immediate consequence of this fact is that

gestione del progetto

• Passeggeri che vogliono una esperienza di viaggio gradevole, senza disservizi. La prima questione da affrontare nella fase concettuale del progetto riguarda quindi proprio la definizione degli obiettivi del progetto tenendo conto delle parti interessate (Jones et al., 2007). L’immediata conseguenza di questo fatto è che si deve impostare la progettazione in modo multidisciplinare, mediante un approccio organizzativo adatto a comporre interessi di ambiti diversi, che si manifestano in fasi e parti diverse del progetto. L’informazione, i partecipanti, la tecnologia ed i processi di progetto devono poter essere integrati in una visione unitaria per rispondere in modo consistente ai diversi requisiti che devono essere definiti, quantificati e raggiunti. In questo senso si definisce un approccio complessivo al terminal per ottenere un progetto resiliente e flessibile che possa rispondere anche alle sfide future (Kleinschmidt et al., 2010). Nella letteratura la fase concettuale è focalizzata sulla soddisfazione della domanda, ossia sui flussi dei passeggeri considerando diversi scenari. In genere tre: minimo, medio e massimo flusso di traffico ad una determinata data. Il progetto dovrà assicurare il mantenimento dei livelli di servizio (LoS – Levels of Service) mediante un adeguato programma spaziale-funzionale ed una topologia definita e rispondente ai requisiti operativi (Rodrìguez Pastor et al., 2011). La gestione del progetto deve risolvere a questo riguardo il problema di ottemperare tutti i requisiti che caratterizzano questo tipo di

the planning must be set up in a multidisciplinary way, by means of an organizational approach suitable to compound interests in different spheres, which occur in different phases and stages of the project. The information, the participants, the technology and the project processes must be able to be integrated into a unified vision in order to respond consistently to the different requirements that must be defined, quantified and achieved. In this sense we define an holistic approach to the terminal to obtain a resilient and flexible project that can adapt to future challenges (Kleinschmidt et al., 2010). In the literature the conceptual phase is focused on the satisfaction of the demand, that concerns the passenger flows considering different scenarios. The considered scenarios are generally three: minimum, medium and maximum flow of traffic on a given date. The project must ensure the maintenance of the Level of Service (LoS) through an adequate spatial-functional program and a defined topology (Rodrìguez Pastor et al., 2011). In this regard, project managers must resolve the problem of fulfilling the requirements that characterize this type of project without interrupting the creative process of architecture. The architectural quality of the airport is, in fact, since the 80s, an implicit requirement of the design that requires specific professionalism able to manage its interaction in such a peculiar and above all volatile environment due to the uncertainty that characterizes the scenarios. For this reason, flex-

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progetti senza tuttavia interrompere il processo creativo dell’architettura. La qualità architettonica dell’aeroporto è infatti, dagli anni ‘80, un requisito anche implicito della progettazione che richiede specifiche professionalità in grado di gestirne l’interazione in un ambiente cosi peculiare, e soprattutto volatile a causa dell’incertezza che connota gli scenari. Per questo la flessibilità è uno dei fattori determinanti recentemente introdotti negli studi in campo aeroportuale da considerare e gestire nello sviluppo del progetto (Kronenburg, 2007; de Neufville et al., 2011; de Neufville, 2013; Shuchi et al., 2012). Trasferire ad un progetto aeroportuale il requisito di flessibilità è un aspetto che ne aumenta la complessità e richiede metodologie e strumenti nuovi per affrontarlo (Edwards, 2004; Chambers, 2005). Applicare il concetto di progetto flessibile del terminal è funzionale all’integrazione delle modifiche necessarie alle operazioni, alla domanda di traffico, alle tecnologie, alla regolazione e alla gestione. Tale concetto ha avuto un impatto notevole anche sugli standard internazionali di riferimento della progettazione nel settore che sono stati modificati nelle recenti versioni (IATA, 2014). La ricerca ha dato risultati consistenti riguardo all’idea che sia possibile integrare nel processo ATD interazioni collaborative basate su criteri multipli ed esso potrà portare allo sviluppo di una metodologia di progettazione integrata (Bosi, 2015).

ibility is one of the determining factors recently introduced in airport studies to be considered and managed in the development of the project (Kronenburg, 2007; de Neufville et al., 2011; de Neufville, 2013; Shuchi et al., 2012). Transferring the flexibility requirement to an airport project is an aspect that increases its complexity and requires new methods and tools to address it (Edwards, 2004, Chambers, 2005). Applying the concept of flexible terminal design is functional to the integration of the changes necessary to the operations, the demand of traffic, technologies, regulation and management. This concept has also had a significant impact on the international reference standards of design in the sector that have been modified in recent versions (IATA, 2014). Research has yielded consistent results regarding the idea that it is possible to integrate collaborative interactions based on multiple criteria into the ATD process and it can lead to the development of an integrated design methodology (Bosi, 2015). Inefficiencies in traditional design Overall, the design process shows various critical issues that are attributed to process inefficiencies and that can be traced back to three categories: organizational, design management and planning organization. Many difficulties arise from causes that combine the various types of inefficiencies due to the dual nature of this process: on

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Le inefficienze nella progettazione tradizionale In generale il processo di progettazione mostra varie criticità che si riflettono come inefficienze del processo e che sono riconducibili a tre categorie: organizzative, di gestione della progettazione e di sviluppo della progettazione. Molti problemi sono generati da concause che combinano i vari tipi di inefficienze a causa della doppia natura di tale processo: da una parte è effettivamente un processo di gestione (management) dell’intervento, dall’altra è una serie di attività di sviluppo vere e proprie (design) (Bosi, 2015; Pikas et al., 2015). Inoltre la letteratura evidenzia ulteriori criticità (Bosi, 2015): • Scarsa definizione di requisiti da parte delle parti interessate (Harrison et al., 2012); • Processi di informazione e comunicazione di progetto inefficienti in particolare tra i partecipanti appartenenti a diverse discipline (Macchi & Esposito, 2012); • Gli sviluppi di progetto sono condotti in fasi separate durante il ciclo di servizio del terminal (Whyte, 2010; Bosi & Esposito, 2014a; Fossi, 2015); • Documentazione carente o informazione di progetto mancante che viene recuperata ripetutamente o rigenerata ex-novo (Whyte, 2010); • Modifiche e rilavorazioni di progetto (Tzortzopoulos & Formoso 1999); • Spreco di risorse del gruppo di progetto durante lo sviluppo, la costruzione, e nella fase operativa (Bosi & Esposito, 2014a);

the one hand it is actually a management process of the intervention, on the other it is a series of real development activities and design (Bosi, 2015; Pikas et al., 2015). Furthermore, literature highlights additional problems (Bosi, 2015): • Low definition of requirements by stakeholders (Harrison et al., 2012); • Inefficient project information and communication processes particularly among participants belonging to different disciplines (Macchi & Esposito, 2012); • Project developments are conducted in separate phases during the Life terminal service cycle (Whyte, 2010; Bosi & Esposito, 2014a; Fossi, 2015); • Missing documentation or missing project information that is repeatedly retrieved or re-generated ex-novo (Whyte, 2010); • Design changes and reworkings (Tzortzopoulos & Formoso 1999); • Waste of resources of the project group during development, construction, and in the operational phase (Bosi & Esposito, 2014a); • Problem solving approach tackled with obsolete hyper-rationalistic methodologies, project alternatives that are not investigated (Ballard, 2000a); • Inefficient management of document delivery (Bosi & Esposito, 2014a); • Assignment of unweighted resources during design development (Macchi, 2008; Macchi & Esposito, 2012). The technical requirements are the basis for

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pagina a fronte Suvarnabhumi Intl Airport, Airport Construction Phases JAHN Architects (2007)

• Approccio alla risoluzione dei problemi affrontato con metodologie iper-razionalistiche obsolete, in particolare non vengono indagate le alternative di progetto (Ballard, 2000a); • Gestione inefficiente della consegna dei documenti (Bosi & Esposito, 2014a); • Assegnazione delle risorse non ponderata durante lo sviluppo della progettazione (Macchi, 2008; Macchi & Esposito, 2012). Le prescrizioni tecniche sono alla base del raggiungimento degli obiettivi del progetto. Nel ATD, come in altri ambiti, operano gruppi di progetto multidisciplinari. Uno dei problemi ricorrenti riguarda la temporaneità e volatilità delle relazioni che si formano e terminano con il singolo progetto mentre occorrerebbe un maggiore integrazione (Bosi, 2015). Infatti nell’ultima decade le prescrizioni tecniche per le prestazioni del processo sono aumentate proporzionalmente alla competizione sul mercato ed alla complessità del progetto. Alcuni autori sintetizzano le principali conseguenze come segue (Bosi, 2015): • Progettazione ‘cut & try’ che rivela i suoi difetti in fase operativa (Palmer & Fentress Bradburn Architects, 2006; Great Buildings, 2011); • Difformità di progetto rispetto agli obiettivi ed alle normative; • Rallentamento del processo approvativo (sia amministrativo che da parte del committente) (Ballard & Koskela, 1998);

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• Incremento dei tempi e dei costi di progetto per rilavorazioni, correzioni, modifiche. Quello che si osserva in modo generalizzato è la mancanza di un approccio strutturato per processi, alla gestione del progetto. Le proposte metodologiche innovative La riorganizzazione imposta dal digitale al settore delle costruzioni ha orientato l’interesse di vari studiosi nell’ambito del cosiddetto Lean Thinking. Il Lean è definito come un sistema socio-tecnico integrato il cui principale obiettivo è l’eliminazione degli sprechi determinati dalle inefficienze, mediante la riduzione contemporanea della variabilità da parte di tutti gli attori del processo. Il risultato dell’integrazione del Lean Thinking alle metodologie di progetto potrebbe essere sintetizzato come una complessiva riduzione dell’incertezza del processo di progetto e dei suoi risultati. I principi del Lean, originariamente definiti per la fase di costruzione (Koskela, 1992; Womack & Jones 2003), nell’ambito degli studi dedicati alla Scienza del Progetto sono stati definiti recentemente in modo specifico per gli aeroporti ed articolati in tre ambiti. Questi sono assimilabili a fondazioni per l’applicazione Lean (Bosi, 2015):

achieving the project objectives. In ATD, as in other areas, multidisciplinary project groups are contributing. One of the recurring problems concerns the temporariness and volatility of the relationships that are formed and terminate with the single project, while greater integration is needed (Bosi, 2015). In fact, in the last decade the prescriptions for the performance of the process have increased proportionally to the competition on the market and to the complexity of the project. Some authors summarize the main consequences as follows (Bosi, 2015): • ‘Cut & try’ designs that reveals their defects in the operational phase (Palmer & Fentress Bradburn Architects, 2006; Great Buildings, 2011); • Design difference with respect to objectives and regulations; • Delays in the approval process (both administrative and by the client) (Ballard & Koskela, 1998); • Increasing project time and costs for re-working, corrections and modifications. What is generally observed is the lack of a structured approach to processes and to project management. The innovative methodological proposal The reorganization imposed by the digital sector to the construction sector has oriented the interest of various scholars in

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Principi Lean specifici del settore: • Stabilire il valore (che deve essere creato) mediante la definizione degli obiettivi e dei requisiti di progetto; • Concentrazione delle risorse per esplorare le opzioni di progetto; • Progettare e visualizzare il processo di sviluppo; • Adattare e personalizzare attività e ruoli per raggiungere accordi di standardizzazione. Principi Lean relativi alle risorse umane: • Formare una figura di ‘Integratore di Progetto’; • Combinare i profili del gruppo di progetto con un approccio a matrice (invece che gerarchico-funzionale); • Promuovere l’alta professionalità dei profili professionali; • Coinvolgere tutti i partecipanti dall’avvio del progetto; • Perseguire la qualità totale del prodotto ed il miglioramento continuo; • Lavorare in accordo con i sistemi di gestione per la qualità (del processo) Principi Lean relativi alla tecnologia: • Personalizzare l’uso delle piattaforme tecnologiche rispetto a procedure, profili e ruoli; • Visualizzare la gestione del progetto e la generazione del valore (per condividere con il team l’avanzamento ed i risultati);

the field of the so-called Lean Thinking. The Lean is defined as an integrated socio-technical system whose main objective is the elimination of waste caused by inefficiencies, by reducing simultaneously the variability of all the participants in the process. The result of Lean Thinking integration in common practices could be summarized as an overall reduction of the uncertainty of the design process and its results. Lean Principles, originally defined for the construction phase (Koskela, 1992; Womack & Jones 2003), have recently been redefined specifically for the airports in the studies dedicated to the Science of the Project and articulated in three areas. These are the ‘foundation’ for Lean application (Bosi, 2015): Industry specific Lean principles: • Establish the value (to be created) by defining project objectives and requirements; • Concentration of resources to explore project options; • Design and visualize the development process; • Adapt and customize activities and roles to reach standardization agreements. Lean principles related to human resources: • Forming a ‘Project Integrator’ figure; • Combine project team profiles with a matrix approach (rather than hierarchical-functional); • Promote the high skilling of professional profiles;

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• Condividere le informazioni di progetto utilizzando metodi e strumenti appropriati. In questo quaderno si evidenzierà in particolare l’applicazione del tredicesimo principio come visione alla base dello sviluppo BIM. Processo, organizzazione e tecnologie I tre ambiti sopra descritti ed i relativi principi sono raccolti nel Lean Mindset all’interno dei cosiddetti Pilastri Lean. Data l’ampia portata delle problematiche presentate, esploriamo i tre pilastri: • Processo: l’Aviation Industry: Gestione delle informazioni di progetto mirate al ciclo di servizio dell’infrastruttura; • Risorse Umane: allineamento organizzativo usando il Lean Mindset; • Tecnologie: selezione, condivisione e utilizzo delle tecnologie nel contesto della progettazione aeroportuale. Processo: Memorie organizzative del progetto Ogni anno migliaia di passeggeri sono in ritardo negli aeroporti a causa di motivi prevenibili come errori di way-finding o cattiva gestione dei flussi passeggeri all’interno degli spazi del terminal, nonostante vengano impiegate risorse significative per identificare le migliori pratiche per ottenere la massima produttività dell’infrastruttura.

• Involve all participants from the start of the project; • Pursuing total quality of the product and continuous improvement; • Working in accordance with quality management systems (of the process). Lean principles related to technology: • Customize the use of technological platforms with respect to procedures, profiles and roles; • View project management and value generation (to share progress and results with the team); • Share project information using appropriate methods and tools. This book will highlight in particular the application of the thirteenth principle as a vision underlying BIM development. Process, organization and technologies The three areas described above and their related principles are collected in the Lean Mindset within the so-called Lean Pillars. Given the wide scope of the issues presented, follows an exploration of the three pillars: 1. Process: in Aviation Industry, Management of project information aimed at the service cycle of the infrastructure; 2. Human Resources: organizational alignment using the Lean Mindset; 3. Technologies: selection, sharing and use of technologies in the context of airport planning.

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Pertanto, la disconnessione tra le attuali metodologie progettuali ed i risultati in termini di servizio per le migliaia di passeggeri che perdono il volo o hanno un’esperienza di viaggio negativa a causa dell’inefficienza delle soluzioni progettuali e della loro gestione durante le operazioni, dimostra la necessità di un approccio diverso per la gestione dell’informazione, e uno sviluppo e gestione del progetto coerente agli obiettivi di soddisfazione del passeggero rispetto al servizio offerto. Il capitolo sul processo integra aspetti di Lean, gestione delle informazioni di progetto e complessità del sistema in una serie di indicazioni per l’adozione di un sistema avanzato di gestione delle memorie di progetto e processo.

Risorse Umane Solitamente i gestori aeroportuali mostrano un alto grado di leadership e di turnover del personale (Schuchi, 2012; Bosi, 2016). I partecipanti al progetto nonché i componenti delle unità tecniche e relativi consulenti di solito non sono consapevoli di obiettivi organizzativi a lungo termine o piani strategici di alto livello. Pertanto, i partecipanti al progetto spesso hanno scarsa comprensione del loro ruolo nel contribuire a raggiungere questi obiettivi. Per affrontare l’entità delle proprie sfide, i gestori aeroportuali devono essere in grado di operare efficacemente gli sforzi all’interno dell’organizzazione.

Process: Organizational memories of the project Annually, thousands of passengers are delayed at airports due to preventable reasons such as way-finding errors or mismanagement of passenger flows inside the terminal spaces. This even though significant resources are being used to identify the best practices to achieve maximum infrastructure productivity. Therefore, the disconnection between the current design methodologies and the thousands of passengers who are disoriented and consequently miss flights or have a negative travel experience demonstrate the need for a different approach to information management for development and management of the project consistent with the objectives of passenger satisfaction with the service offered. The chapter on this process integrates aspects of Lean, management of project information and system complexity using a series of indications for the adoption of an advanced system of management of project and process memories. Human Resources Usually airport management companies show a high degree of leadership and staff turnover (Schuchi, 2012; Bosi, 2016). Project participants including components of technical units and related consultants are usually not aware of long-term organizational goals or high-level strategic plans. Therefore, project participants often have little

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Il grande e complesso impegno di allineare gli sforzi organizzativi è particolarmente avido di risorse, ma è essenziale che il processo venga affrontato analizzandolo attentamente per poter applicare e per seguire i Principi Lean. Solo una minoranza di gestori aeroportuali, al momento della redazione, hanno intrapreso questo tipo di iniziativa a vari livelli. Lo sviluppo di un approccio efficace all’allineamento degli obiettivi da raggiungere è fondamentale per il successo a lungo termine di ogni progetto complesso, in particolare in ambito aeroportuale. Tecnologie I gruppi di progetto degli aeroporti sono tra i più competitivi nell’adozione delle innovazioni, infatti utilizzano immediatamente le disruptive tecnologies che appaiono sul mercato (Christensen Clayton, 1994) investendo quantità significative di denaro e risorse per offrire un prodotto al passo con i tempi e soddisfare i requisiti degli standard internazionali come richiedono i clienti più esigenti. È tuttavia scarsa la correlazione tra questi investimenti ed i risultati riflessi sull’esperienza degli utenti finali (passeggeri) e, in generale, sul ciclo di servizio dell’aeroporto, in particolare durante la fase di Operation & Maintenance (Bosi, 2016). Dati e prodotti della progettazione informatizzata dovrebbero definire un ambiente informativo comune (Common Data Environment). Questo

understanding of their role in helping to achieve these goals. To address the magnitude of their challenges, airport managers must be able to effectively align efforts within the organization. The great and complex commitment to align organizational efforts is particularly resource-hungry, but it is essential that the process be tackled by analyzing it carefully to apply and follow the Lean Principles. At the time of writing, only a handful of airport management companies have undertaken this type of initiative at various levels (Bosi, 2016). The development of an effective approach to the alignment of the objectives to be achieved is fundamental for the long-term success of each complex project, particularly in the airport sector. Technologies The airport project teams are among the most aggressive in the adoption of innovations, in fact they use the disruptive technologies that appear on the market (Christensen Clayton, 1994) investing significant amounts of money and resources to offer a product in step with the times and satisfy the requirements of international standards as required by the best customers. However, the correlation between these investments and results reflected by the experience of end users (passengers) and, in general, on the service cycle of the airport, during the Operation & Maintenance phase (Bosi, 2016) is poor. Data and

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dovrebbe essere realmente condiviso anche con tutte le funzioni operation coinvolte nel ciclo di servizio, nonché aggiornato ed utilizzato con lo scopo di perseguire il raggiungimento del livello di valore stabilito all’inizio del progetto. Key Points Il capitolo ha affrontato i seguenti punti: • Lo stato dell’arte degli studi socio-tecnici per la gestione della progettazione in aeroporto (ATD – Airport Terminal Design) secondo l’approccio Lean Design; • I risultati in letteratura relativamente al tema del Lean Design ed ai suoi recenti sviluppi riguardo alla gestione delle risorse ed alla creazione del valore con il raggiungimento degli obiettivi del progetto; • Le criticità nelle pratiche progettuali tradizionali che comportano lo spreco di risorse (waste) a causa di rilavorazioni ed errori derivati da una inadeguata gestione del progetto; • I principi del Lean Design nel contesto specifico della progettazione aeroportuale; • L’interazione tra i pilastri del Lean Mindset, i principi e la progettazione aeroportuale.

products of computerized design should define a common information environment (Common Data Environment). This should really be shared also with all of the operation functions involved in the service cycle, as well as updated and used in order to pursue the achievement of the level of value established at the beginning of the project. Key Points The chapter addressed the following points: • The state of the art of socio-technical studies for airport design management (ATD – Airport Terminal Design) according to the Lean Design approach; • Literature related to the theme of Lean design and the recent development of Lean Design regarding the management of resources and the creation of value with the achievement of the objectives of the project; • The critical issues in traditional design practices that result in resources waste due to rework and errors deriving from inadequate project management; • The principles of Lean Design in the specific context of airport planning; • The interaction between the pillars of Lean Mindset, Lean Principles and airport planning.

Il piano di esecuzione del BIM negli aeroporti BIM Executive Plan in aviation

tecnologie del progetto di architettura â&#x20AC;˘ maria antonietta esposito, filippo bosi

il piano di esecuzione del bim negli aeroporti bim executive plan in airports Maria Antonietta Esposito

Università degli Studi di Firenze

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Dulles Intl Airport, Departure Curb Eero Saarinen (1958)

Sintesi Il capitolo presenta il Piano di esecuzione del BIM come strumento di definizione dei processi e prodotti della progettazione digitalizzata, che si concretizzano mediante la modellazione di un ambiente informativo unico (CDE — Common Data Environment). Tali processi vengono presentati sulla base dell’esperienza dell’autore applicati allo sviluppo aeroportuale ed alle sue fasi tipiche. Obiettivi di apprendimento Con la lettura di questo capitolo il lettore potrà conoscere quattro aspetti basilari del BIM attraverso il metodo del BExP: • Cosa può produrre la fase di progettazione concettuale BIM • Livello di integrazione dell’ingegneria civile ed impiantistica nel BIM • Dettagli, specifiche tecniche e costi integrati nel modello BIM • Collegamento tra la fase di progettazione, costruzione, uso e dismissione del terminal mediante un approccio collaborativo nel gruppo di progetto • Contesto regolatorio e referenze tecniche.

Synthesis The chapter presents the BIM Implementation Plan as a tool to define the processes and products of digital design, which are realized through the modeling of a single information environment (CDE — Common Data Environment). These processes are presented on the basis of the author’s experience applied to airport development and its typical phases. Learning objectives By reading this chapter the reader will be able to know four basic aspects of BIM through the BExP method: • What the BIM conceptual design phase can produce • Level of integration of civil engineering and plant engineering in BIM • Details, technical specifications and costs integrated into the BIM model • Connection between the design, construction, use and dismantling of the terminal through a collaborative approach in the project group • Regulatory context and technical references.

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Collaborative design and engineering with IFC in the Netherlands, Leon van Berlo

Che cos’è il BIM? Il Building Information Modeling (BIM) è generalmente oggetto di una concezione errata: viene descritto come un”modello integrato” oppure come un “modello federato”. Di fatto il BIM viene descritto come un ambiente unico frutto della collaborazione tra le diverse discipline del progetto. Questo sarebbe possibile grazie alla creazione di un modello unico disponibile in un archivio centralizzato. Tutte le parti interessate potrebbero accedere e modificare lo stesso modello (BS 1192:2007). Peccato che questo non sia affatto vero, tantomeno allo stadio di maturità attuale del BIM. Quindi cosa sarebbe in realtà il BIM? Allo stato attuale potremmo definirlo come un flusso di dati standardizzati in grado di diminuire le interfacce dirette tra i vari utilizzatori (L. Van Berlo, 2015). Fondamentalmente il BIM consiste in una base dati relazionale orientata ad oggetti che possono essere condivisi mediante protocolli interoperabilità sia sul piano sintattico che semantico. Per comprende-

What BIM is? Building Information Modeling (BIM) is generally the object of a misconception: it is described as an “ integrated model “ or a “federated model”.In fact, BIM is described as a unique environment resulting from the collaboration between the different disciplines of the project. This would be possible thanks to the creation of a single model available in a centralized archive. All interested parties could access and modify the same model (BS 1192: 2007). Too bad that this is not true at all, let alone the current stage of maturity of BIM. So what would BIM actually be? At present we could define it as a stream of standardized data able to decrease the direct interfaces between the various users (L. Van Berlo, 2015). Basically BIM consists of a relational database oriented to objects that can be shared through interoperability protocols both on a syntactic and semantic level. To understand what BIM is, we must shift our attention from the concept of model to that of

il piano di esecuzione del bim negli aeroporti

re cos’e il BIM dobbiamo spostare la nostra attenzione dal concetto di modello a quello di struttura di dati relativi agli oggetti che si possono utilizzare nei vari modelli per usi definiti. Cioè con il BIM possiamo ottenere lo scambio di dati significanti per la creazione di informazioni univoche di progetto. Ossia ciò che viene inviato mantiene lo stesso significato per chi lo riceve. In conclusione il BIM è una piattaforma che usa categorie definite non solo come strutture logiche dei dati (sintattiche) ma univoche e disambiguate anche in termini di significato (semantiche). Nel BIM si possono gestire strutture ontologiche di dati. Cosa cambia con il BIM? A differenza del CAD, che digitalizza i disegni semplicemente automatizzando le prassi produttive tradizionali del progetto, il BIM comporta un radicale cambiamento dell’approccio progettuale. Per poter adottare il BIM infatti si richiede maggiore attenzione agli aspetti organizzativi del progetto, sia per quanto riguarda il processo che il prodotto. L’adozione di questa piattaforma tecnologica comporta infatti una ridistribuzione degli sforzi del gruppo di progetto con una maggiore enfasi sulla parte di concettuale e di definizione degli obiettivi sia del progetto che del modello. Inoltre la piattaforma stessa offre metodi facilmente implementabili per garantire la consistenza dei dati per esempio tra i disegni e relazioni, capitolati e computi, la verifica automatica delle interfe-

structure of data relative to the objects that can be used in the various models for defined uses.With BIM we can obtain the exchange of meaningful data for the creation of unique project information. What is sent retains the same meaning for those who receive it. In conclusion, BIM is a platform that uses categories defined not only as logical structures of data (syntactic) but unambiguous data also in terms of meaning (semantic). BIM allows to manage ontological data structures. What changes with BIM? Unlike CAD, which digitizes drawings by automating the traditional production practices of the project, BIM involves a radical change in the design approach. To be able to adopt the BIM, in fact, more attention is required to the organizational aspects of the project, both in terms of the process and the product. The adoption of this technological platform involves a redistribution of the efforts of the project group with a greater emphasis on the conceptual and defining part of the objectives of the project and the model. Furthermore, the platform itself offers methods that can be easily implemented to guarantee data consistency. For example with drawings and reports, specifications and calculations, automatic verification of spatial interferences and a robust base for analysis & simulation (Eastman et al., 2008) in various areas (energy, facilities, facilities, etc.), plus costs projection in the operation-

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renze spaziali, ed una base robusta per interfacciare l’analisi e la simulazione (Eastman et al., 2008) in diversi ambiti (energia, strutture, impianti, ecc.) ed i costi proiettati nella fase operativa e, negli studi più recenti sul ciclo di vita complessivo del terminal, la visualizzazione a tutte le fasi di sviluppo e scale di progetto in base ai LOD (Level of Definition) informativi raggiunti. Quest’ultimo aspetto è basilare per comprendere il concetto di incrementalità del BIM nell’acquisire dati in un unico modello la cui densità informativa potenziale cresce all’aumento dei dati disponibili. Quindi con il lemma “BIM” non ci si riferisce solo al modello per oggetti 3D, bensì alla piattaforma (o nuvola) interoperabile di software specialistici che possono scambiare dati con essa. Dobbiamo considerare il BIM come un insieme di applicazioni interoperabili. Si deve tuttavia tenere presente che nessuno degli strumenti software oggi disponibili raggiunge totalmente lo scopo della fase di progettazione concettuale, e poiché è necessario fare uso di software specialistici ciascuno dei quali richiede di avere, oltre alla conoscenza delle diverse interfacce, anche le competenze specifiche del settore disciplinare cui si riferisce per poter essere utilizzati. Bisogna anche considerare che lo scambio dei dati tra tali applicazioni ed il modello ha delle limitazioni, generalmente si hanno varie possibilità:

al phase — and in the most recent studies on the overall life cycle of the terminal – BIM achieves consistent information visualization at all stages of development and project scales based the informative LODs (Level of Definition). This last aspect is fundamental to understand the concept of BIM incrementality in acquiring data in a single model whose potential information density increases with the increase of available data. It should be noted that none of the software tools available today fully achieve the purpose of the conceptual design phase, and because it is necessary to make use of specialized software, each of which requires, in addition to the knowledge of the various interfaces, also the specific skills of the disciplinary sector to which it refers to in order to be used. We must also consider that the exchange of data between these applications and the model has limitations, generally there are various possibilities: • Standard business environment as a spreadsheet (e.g. Microsoft Excel o Google Sheet); • Application developed ad hoc based on the development plan agreed between the components of the project group; • Set of ad-hoc integrated applications as above with a set of plug-ins; • Set of applications that support public exchange standards (e.g. Industry Foundation Classes, IFC) (such as in Autodesk Ecotect);

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• Ambiente commerciale standard come un foglio di calcolo (es. Microsoft Excel o Google Sheet); • Applicazione sviluppata ad hoc in base al piano di sviluppo concordato tra i componenti del gruppo di progetto; • Insieme di applicazioni integrate ad hoc come sopra con un insieme di plug-in; • Insieme di applicazioni che supportino degli standard pubblici di scambio (es. Industry Foundation Classes, IFC) (come ad esempio Autodesk Ecotect, Harpaceas Solibri, ecc...); • Utilizzo di BIM authoring tools espandendo le funzionalità che essi forniscono (es. in Revit, ArchiCAD o Harpaceas Solibri). In ogni caso tali tentativi possono essere sviluppati a vari livelli in base alle esigenze ed agli accordi raggiunti dal gruppo di progetto riguardo agli standard da adottare. Che cos’è il BExP (BIM Execution Plan)? Il BIM Execution Plan è una procedura disegnata per guidare il committente, il responsabile del procedimento e tutti i principali componenti del gruppo di progetto attraverso un processo strutturato per definire piani dettagliati e consistenti per sviluppare il progetto. Il piano ha l’obiettivo di illustrare a tutto il gruppo la visione complessiva dell’implementazione BIM per il progetto al fine di condividerla e collaborare ad implementarla. Il BExP aiuta i componenti del gruppo di progetto a documentare i processi ed prodotti BIM attesi ed a definire ruoli e responsa-

• Using BIM authoring tools by expanding the features they provide (e.g. in Revit or ArchiCAD). In any case, these attempts can be developed at various levels based on the needs and agreements reached by the project team regarding the standards to be adopted. What is the BIM Execution Plan (BExP)? The BIM Execution Plan is a procedure designed to guide the client, process leader and all the main project participants through a structured process to define detailed and consistent plans to develop the project. The plan aims to illustrate inclusively the overall vision of the BIM implementation for the project in order to share, collaborate and implement. BExP helps project team members to document the expected BIM products and processes and to define roles and responsibilities with respect to them. With the development of the plan the participants can (Singapore BIM Guide, 2013): • Clearly understand the strategic objectives for the implementation of BIM in the project; • Understand their role and responsibility in the creation, maintenance and collaboration of the model at the different stages of the project; • Define appropriate activity processes to participate in it;

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bilità rispetto ad essi. Con lo sviluppo del piano i partecipanti possono (Singapore BIM Guide, 2013): • Comprendere chiaramente gli obiettivi strategici per l’implementazione del BIM nel progetto; • Capire il loro ruolo e responsabilità nella creazione, manutenzione, e collaborazione del modello ai diversi stadi del progetto; • Definire adeguati processi di attività per parteciparvi; • Avere una base di riferimento per assicurare la misurazione nella creazione di valore nell’ambito del processo di sviluppo secondo una visione Lean. Il BExP si articola generalmente in quattro parti (Penn State University, 2010): • Identificazione degli obiettivi e degli usi del BIM per il progetto del terminal; • Definizione del processo di esecuzione; • Definizione dei prodotti del BIM; • Definizione delle infrastrutture di supporto per implementare il piano con successo. Il piano deve essere dettagliato per ogni sua fase e corredato da modulistica standardizzata per la sua gestione documentale. In genere il committente che ha adottato il BIM nelle sue modalità operative si è dotato anche, ed ha già definito preventivamente, delle linee guida che prevedono i livello di dettaglio richiesti per il piano. I contenuti del piano includono per l’ae-

• Have a base of reference to ensure the measurement in the creation of value within the development process according to a Lean vision. BExP is generally divided into four parts (Penn State University, 2010): • Identification of the objectives and uses of BIM for the terminal project; • Definition of the execution process; • Definition of BIM products; • Defining the support infrastructure to implement the plan successfully. The plan must be detailed for each phase and accompanied by standardized forms for its document management. In general, the client who adopted the BIM in its operating procedures has also established and already defined in advance the guidelines that provide the level of detail required for the plan. The plan’s contents include some additional elements for the airport (Singapore BIM Guide, 2013): • Project information (e.g. the completed project of the existing terminal to be expanded / reconfigured); • Exchange protocols and insertion formats in the BIM (see information documents) • Requirements of BIM data (see information documents); • Collaboration procedures and methods for managing and sharing the model; • Quality controls (see information documents).

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roporto alcuni elementi in più (Singapore BIM Guide, 2013): • Informazione di progetto (es. il progetto completato del terminal esistente da espandere/riconfigurare); • Protocolli di scambio e formati di inserimento nel BIM (v. capitolato informativo) • Requisiti dei dati BIM (v. capitolato informativo); • Procedure di collaborazione e metodi per gestire e condividere il modello; • Controlli qualità (v. capitolato informativo). Eventualmente il BExP può essere esteso con informazioni che facilitino l’inserimento successivo di ulteriori componenti del gruppo di progetto (es. fornitori di sistemi e componenti) nelle fasi successive. Ogni modifica del piano è concordata ed approvata sulla base delle condizioni stabiliti negli accordi definiti all’inizio con il responsabile del progetto e/o il BIM manager ove tale ruolo sia distinto. Identificazione degli obiettivi e degli usi del BIM per il progetto del terminal Il primo aspetto per definire chiaramente il valore potenziale del BIM nel progetto e per i suoi partecipanti riguarda la identificazione degli obiettivi e degli usi del BIM (v. Appendice B). Gli obiettivi possono essere basati sui risultati di progetto ed includere aspetti dell’approccio Lean come la riduzione degli sprechi in termini di tempi e costi,

Eventually the BExP can be extended with information that facilitates the subsequent insertion of additional components to the project group (e.g. systems and components suppliers) in the subsequent phases. Any modification of the plan is agreed and approved based on the conditions established in the agreements defined at the beginning with the project manager and/or the BIM manager where this role is distinct. Identification of the objectives and uses of BIM for the terminal project The first aspect to clearly define the potential value of BIM in the project and its participants is to identify the objectives and uses of BIM. The objectives can be based on project results and include aspects of the Lean approach such as waste reduction in terms of time and costs, productivity, quality, elimination of changes and rework in design developments and orders or obtaining relevant data for the operational phase of the terminal. The objectives may also relate to the learning curve of the project group, for example in the case that the client (e.g. the airport management company) wants to use the project as a pilot digital prototype to illustrate ways of exchanging information between the design, construction and management of the terminal. Once the components have defined measurable objectives both for the terminal project and the operational optics of the operator, the specific uses of BIM can be defined.

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produttività, qualità, eliminazione delle modifiche e rilavorazioni in sviluppi progettuali ed ordini, o l’ottenimento di dati rilevanti per la fase operativa del terminal. Gli obiettivi possono anche riguardare la curva di apprendimento del gruppo di progetto, per esempio nel caso che il committente (ad es. il gestore aeroportuale) voglia utilizzare il progetto come un prototipo digitale pilota per illustrare le modalità di scambio delle informazioni tra progettazione, costruzione e gestione del terminal. Una volta che i componenti hanno definito obiettivi misurabili sia per il progetto del terminal che nell’ottica operativa del gestore si potranno definire gli usi specifici del BIM. Gli usi del BIM sono molteplici e la loro identificazione è importante sia per assicurare che nel modello siano presenti tutti i dati utili a generare l’informazione necessaria sia per progettare le interfacce utente ed i prodotti del modello. Gli usi del BIM individuati in letteratura sono molteplici (Penn State University, 2010): • Programma di manutenzione; • Scomposizione/classificazione del sistema costruttivo; • Gestione del patrimonio; • Gestione spaziale e dei flussi; • Piani di sicurezza ed emergenza; • Modellazione della tracciabilità (es. modifiche, riconfigurazioni, ecc.); • Pianificazione d’uso del sedime; • Progettazione del sistema costruttivo;

The uses of BIM are numerous and their identification/application is important both to ensure that the model contains all relevant data to generate the necessary information and to design user interfaces and model products. The uses of BIM identified in the literature are multiple (Penn State University, 2010): • Building (Preventive) Maintenance Scheduling; • Building System Analysis; • Asset Management; • Space Management and Tracking; • Disaster Planning; • Record Modeling (modifications, updates, etc.); • Site Utilization Planning; • Construction System Design; • Digital Fabrication; • 3D Control and Planning; • 3D Coordination; • Design Authoring; • Engineering Analysis; • Energy Analysis; • Structural Analysis; • Evaluation of sustainability according to certification protocols e.g. LEED – Evaluation; • Code Validation; • Programming; • Site Analysis; • Design Reviews; • Phase Planning – 4D Modeling; • Cost Estimation; • Existing Conditions Modeling.

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• Fabbricazione digitale; • Controllo tridimensionale e progettazione; • Coordinamento tridimensionale; • Responsabilità progettuale; • Analisi ingegneria civile; • Analisi energetica; • Analisi strutturale; • Valutazione della sostenibilità secondo protocolli di certificazione; • Validazione del codice; • Programmazione; • Analisi del sito; • Revisioni di progetto; • Crono-programma; • Stima dei costi; • Modellazione delle condizioni esistenti. L’elenco degli usi del BIM mostra tutta la complessità delle relazioni tra i modelli che ne risulta, la criticità della densità informativa dell’ambiente comune, l’esigenza di avviare appropriatamente il processo collaborativo per la sua costruzione; per esempio adottando metodiche Lean Design al fine di evitare sprechi di risorse aggravando l’investimento organizzativo richiesto per l’implementazione. Di seguito vengono presentati sinteticamente gli usi afferenti al ruolo dell’architetto e le principali problematiche che emergono. Perché la fase di progettazione concettuale aumenta la sua efficacia con il BIM Considerando il ruolo dell’architetto ed il processo di progettazione che dovrebbe co-

The list of uses of BIM shows all the complexity of the model, the criticality of its information density and the need to appropriately start the collaborative process for its construction for example, by adopting Lean Design methods in order to avoid waste of resources exacerbating the organizational investment required for implementation. The uses related to the architect’s role and the main problems that emerge are summarized below. Why the conceptual design phase increases its effectiveness with BIM Considering the role of the architect and the design process that should co-ordinate and compare with the levels of development of the airport project, it is understood that it depends on the level of information achieved at each stage. The first level concerns the conceptual design (concept) of the terminal. This phase also exists in other areas, but in the airport, it assumes greater importance and coincides with the vision of the BIM modeling. We will try to show the reason below. This phase requires the generation of the basic planivolumetric model, its articulation and general appearance (massing and appearance), defining the positioning of the terminal in the airport grounds and its orientation with respect to the flight infrastructure, i.e. the runway, handling areas and stationing facilities for aircrafts. Naturally, the architect will also be particu-

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Curva di Davis (2010) descrive il costo delle modifiche di progettazione rispetto al tipico impiego di risorse nel processo architettonico (area rossa) (da: http://www. danieldavis.com/ macleamy/)

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Curva di Reigner (2012) descrive la relazione tra costo delle modifiche di progettazione e flessibilità rispetto al tipico impiego di risorse nel processo architettonico (area rossa) (da: http://www. danieldavis.com/ macleamy/)

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Curva di MacLeamy (2005) mette in relazione il costo delle variazioni di progetto con il momento di applicazione nel processo architettonico (da: http://www. danieldavis.com/ macleamy/)

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ordinare e confrontandoli con i livelli di sviluppo del progetto aeroportuale, si comprende che esso dipende dal livello di informazione che viene raggiunto in ogni fase. Il primo livello riguarda la progettazione concettuale (concept) del terminal. Questa fase esiste anche in altri ambiti, ma in aeroporto assume una importanza maggiore e coincidente con la visione della modellazione BIM. Cercheremo di seguito di mostrarne il motivo. Questa fase richiede di generare il modello planivolumetrico di base, la sua articolazione e aspetto generale (massing and appearance), definendo il posizionamento del terminal nel sedime aeroportuale ed il suo orientamento rispetto all’infrastruttura di volo, ossia la pista ed i piazzali di movimentazione e stazionamento degli aeromobili. Naturalmente l’architetto sarà anche particolarmente interessato all’orientamento geografico risultante con particolare riguardo a quello solare, allo scopo di definire l’aspetto architettonico e quindi la tipologia del terminal e le tecnologie dell’involucro; la sua struttura ed il sistema costruttivo per definire un programma edilizio di massima. Questi aspetti tipici sono, in altri settori, tradizionalmente poco corredati da dati specifici, che possano supportate la creazione di informazione qualitativamente adeguata a supporto delle decisioni di progetto. Con il BIM possiamo aumentare molto le capacità e l’efficienza dell’informazione a questo scopo, proprio nella fase iniziale dello svi-

larly interested in the resulting geographic orientation with regard to the solar one; in order to define the architectural aspect and therefore the type of terminal and the envelope technologies, its structure and the constructive system to define a rough building program. These typical aspects are, in other sectors, traditionally not accompanied by specific data which can support the creation of qualitatively adequate information to support project decisions. With BIM we can greatly increase this ability and efficiency of information for this purpose at this phase in the beginning of the project development by increasing the possibility of studying the various options and therefore the effectiveness of the chosen design strategies. This is typically what happens in the design of the terminal where the phase of creating possible project alternatives (optioneering) is very thorough, requires adequate time and, consequently, is expensive. On the other hand with BIM, it is possible to use methods and instruments of rapid evaluation much more effectively on the basis of the available data. For example, in the energy field, based on climatic data, it is possible to model the terminal and carry out simulations during various months of the year and a study of the amount of sunlight, atmospheric precipitation, prevailing winds; the temperature and relative humidity regime. (e.g. Ecotect software). These initial analyzes allow the designer and the other components to make decisions based on more precise and therefore

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luppo progettuale, incrementando la possibilità di studiare le varie opzioni e quindi l’efficacia delle strategie progettuali scelte. Questo è tipicamente ciò che accade nella progettazione del terminal dove la fase di creazione delle alternative di progetto possibili (optioneering) è molto approfondita, richiede tempi adeguati e, di conseguenza, è costosa. Con il BIM invece si ha la possibilità di utilizzare metodi e strumenti di valutazione speditiva molto più efficaci sulla base dei dati disponibili. Per esempio in campo energetico, basandosi sui dati climatici è possibile modellare il terminal ed effettuare preventivamente delle simulazioni lungo i vari mesi dell’anno ed uno studio del soleggiamento sui volumi, delle precipitazioni atmosferiche, dei venti prevalenti nonché del regime delle temperature ed umidità relativa (v. ad esempio software Ecotect). Queste analisi iniziali consentono al progettista ed agli altri componenti di prendere decisioni basate su informazioni più precise e quindi più mirate riguardo ad aspetti come lo sviluppo del progetto secondo obiettivi specifici, il programma di costruzione, il programma operativo del terminal, i vincoli di costo e, sempre di più, riguardo a considerazioni ambientali e complessivamente di sostenibilità (ambientale, economica e sociale). Un secondo aspetto da considerare riguarda la possibilità di simulare il comportamento del progetto al variare delle condi-

more targeted information regarding aspects such as project development according to specific objectives, the construction program, the terminal operating program, cost constraints, and increasingly regarding environmental considerations and overall sustainability (environmental, economic and social). A second aspect to consider is the possibility of simulating the behavior of the project when conditions change. This point is crucial in the airport program because it is subject to evolutionary scenarios, for example, regarding capacity aspects that involve not only the functional space program of the terminal, but also global environmental problems at different scales. Terminals require flexibility over time to follow passengers flow trends. The analysis may cover both the financial aspects and the physical parameters for measuring the fluctuations of the expected conditions in the physical building. Analyzes can extend to on-site performance such as structural integrity, control of operating temperatures (considering ventilation and humidity), flows and circulation, internal and external acoustics, lighting (natural and artificial), energy production and distribution, water management (both pure and recycled) and waste, considering different scenarios. All these points of view coexist in the BIM model and can be considered directly only if the collaboration between the different professionals involved is op-

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zioni. Questo punto è molto importante nel programma degli aeroporti perché soggetti a scenari evolutivi, per esempio riguardo agli aspetti di capacità che coinvolgono non solo il programma spaziale funzionale del terminal, ma anche problematiche ambientali complessive a diverse scale. Ad esempio terminal richiede flessibilità nel tempo per seguire l’andamento dei flussi. Le analisi possono riguardare sia gli aspetti finanziari che parametri fisici atti a misurare le fluttuazioni delle condizioni attese nell’edificio fisico. Le analisi possono estendersi alle prestazioni in opera come l’integrità strutturale, il controllo delle temperature operanti (tenendo conto di ventilazione ed umidità), flussi e circolazione, acustica interna ed esterna, illuminazione (naturale ed artificiale), produzione e distribuzione dell’energia, gestione dell’acqua (sia pura che riutilizzata) e dei rifiuti, considerando differenti scenari. Tutti questi punti di vista coesistono nel modello BIM e possono essere considerati direttamente solo se realmente è operativa la collaborazione tra i diversi professionisti coinvolti. Essi devono produrre a turno, ma condividendoli, i dati e quindi i prodotti (sotto forma di disegni e relazioni) utili per progettare e coordinare i vari sistemi necessari nel terminal fisico. Nella fase concettuale vengono prodotte simulazioni e controlli virtuali con strumenti software sia riguardo agli aspetti ambientali che costruttivi, agli aspetti relativi ai processi d’uso, fondamentali in aeroporto e di tutti gli altri aspetti tecnici del terminal.

erative for real. They generate the data and the products in turns and share them(in the form of drawings and reports), thus producing useful information for designing and coordinating the various systems needed in the physical terminal. In the conceptual phase, virtual simulations and controls are produced with software tools of that consider environmental, constructive, process aspects that are fundamental for the airport in addition to all the other technical aspects of the terminal. Moreover, from the architect’s point of view BIM also offers the possibility to study the formal aspects through the dynamic functions of form generation that may have any degree of complexity by hypothesis, allowing to push the research but also to simultaneously verify the impact on other aspects. This therefore concretely verifies constructibility, constructive costs and service cycle, the environmental, economic and ultimately social sustainability of the work that must respond overall to all the objectives previously established and agreed with the project group and the client. Ultimately, it is expected that the ability to manage and enhance this part of the process also crediting BIM is a competitive factor of success for designers soon. BIM tools for concept design These are specialized software modules dedicated to specific disciplinary purposes (Eastman et al., 2008). The phase most dear to

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Inoltre dal punto di vista dell’architetto il BIM offre anche la possibilità di studiare gli aspetti formali mediante le funzioni dinamiche di generazione della forma che può avere per ipotesi qualsiasi grado di complessità, permettendo di spingere la ricerca, ma anche di verificarne contemporaneamente l’impatto su altri aspetti e quindi concretamente verificarne la fattibilità costruttiva, i costi sia costruttivi che nel ciclo di servizio, la sostenibilità ambientale, economica ed in definitiva sociale dell’opera che dovrà rispondere complessivamente a tutti gli obiettivi preventivamente fissati e concordati con il gruppo di progetto ed il committente. In definitiva ci si aspetta che la capacità di gestire e potenziare questa parte del processo anche grazie al BIM per i progettisti divenga sia un fattore competitivo di successo nell’immediato futuro. Strumenti BIM per la progettazione concettuale Il BIM non è costituito da un unico applicativo bensì esso è definibile come un ambiente d’integrazione formato da un insieme di dati condivisi generati da diversi software specialistici. Nel caso della progettazione concettuale (concept design). Si tratta di moduli software specialistici dedicati a specifiche finalità disciplinari (Eastman et al., 2008). La fase più cara alla tradizione degli architetti e derivata dalla prassi tradizionale è quella dello

the tradition of architects derived from traditional practice is that of sketching. There are several very popular software (SketchUp, Form-Z, Rhino, Maxon, etc.) that use various exchange formats both incoming and outgoing (3DS, DWG, DXF, VRLM, IGES, SAT, and others) to dialogue with the BIM environment. Another essential conceptual phase is the actual architectural planning of the spaces (planning). In this case the market offers many tools (MS Visio, Vectorworks, Facility Composer and Trelligence, to quote the best known at the time of printing). Facility Composer uses IFC, the public data exchange format of product data, Vectorworks presents itself with richer options particularly inbound; but in general the data exchange potential shrinks in most cases creating more difficulties in data interchange and obliging intermediate steps using the alternatives described above. Finally, the environmental analysis can be conducted with various tools that can be fed by public climate databases (IES, Ecotect, Green Building, Studio, etc.). The range of available formats is further restricted and in some cases, it is only proprietary (IES allows you to export files only in Revit compatible format). Recent surveys have shown that the analysis and simulation tools in the conceptual modeling phase produce a more rational design (Dodge Data & Analytics, 2015). In conclusion, BIM tools for conceptu-

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schizzo (sketching). Esistono diversi software molto popolari (SketchUp, Form-Z, Rhino, Maxon, ecc.) che utilizzano vari formati di scambio sia in entrata che in uscita (3DS, DWG, DXF, VRLM, IGES, SAT, ed altri) per dialogare con l’ambiente BIM. Un’altra fase concettuale molto importante è la progettazione architettonica degli spazi (planning) vera e propria. Anche in questo caso il mercato offre molti strumenti (MS Visio, Vectorworks, Facility Composer e Trelligence, per citare i più noti). Facility Composer utilizza le IFC, il formato di scambio pubblico dei dati dei prodotti, Vectorworks si presenta con opzioni più ricche soprattutto in entrata; ma in generale il potenziale di scambio dei dati si restringe nella maggior parte dei casi creando maggiori difficoltà nell’interscambio ed obbligando a passaggi intermedi con le alternative descritte sopra. Infine l’analisi ambientale può essere condotta con vari strumenti (IES, Ecotect, Green Building, Studio, ecc.) che possono essere alimentati da banche date climatiche pubbliche (DOE — Department of Energy, USA) la gamma dei formati disponibili si restringe ulteriormente (.epw) ed in alcuni casi è solo proprietaria (IES permette di esportare i file solo in formato compatibile Revit). Recenti indagini hanno mostrato che gli strumenti di analisi e simulazione nella fase di modellazione concettuale producono una progettazione più razionale (Dodge Data & Analytics, 2015).

al design must balance the need for an intuitive and creative process with the support allowing to verify the first design hypotheses before developing them and thoroughly investigating them in more detail. This can be done based on a multiplicity of analysis and simulation tools that lead to enrich this development phase with greater quantity and quality of information and therefore indefinitely of knowledge. As previously stated, each of these tools only performs a part of the assigned task, requiring a transfer between the various areas and then migration within the main BIM environment (so-called authoring) where the architectural model takes shape and informative thickness. In fact, none of the analysis and simulation tools can independently guarantee the result. The possibility of carrying out recursive checks as the development of design is enriched with data still appears to be severely limited in the exchange phase iterated in both directions (from the instrument to the BIM and vice versa). In short, getting a fast and effective collaboration between designers and specialists is integral to Lean Design philosophy but BIM still does not fully support it. Large time windows typical of interacting at various levels (multitasking) of contemporary projects often lead to human errors, especially when returning to a project part momentarily excluded and forced to remember information. It is therefore advisable to program short cycles and implement a continuity of work

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In conclusione gli strumenti BIM per la progettazione concettuale devono bilanciare anche l’esigenza di un supporto al processo intuitivo e creativo permettendo di verificare le prime ipotesi progettuali prima di svilupparle ed indagarle più in dettaglio. Ciò può avvenire anche in questo caso sulla base di una molteplicità di strumenti di analisi e simulazione che portano ad arricchire questa fase di sviluppo con maggiore quantità e qualità d’informazione ed in definitiva quindi di conoscenza. Come abbiamo detto però, ciascuno di questi strumenti opera solo una parte del compito assegnato, richiedendo un trasferimento tra i vari ambiti e successivamente la migrazione nell’ambito dell’ambiente BIM principale (cosiddetto di authoring) dove il modello architettonico prende forma e spessore informativo. Infatti nessuno degli strumenti di analisi e simulazione è in grado di garantire autonomamente il risultato. La possibilità di effettuare verifiche ricorsive via via che lo sviluppo della progettazione si arricchisce di dati appare ancora fortemente limitata nella fase di scambio iterato nei due sensi (dallo strumento al BIM e viceversa). In sintesi, ottenere una collaborazione veloce ed efficace tra progettisti e specialisti è parte della filosofia Lean Design, ma il BIM ancora non la supporta pienamente. Il BIM è un ambiente di integrazione dei risultati delal modellazione sviluppata in software specialistici.

on a single project task at time. You lose less time than splitting your overall time on multiple tasks (Eastman et al., 2008). Modeling at the detailed/final level This BIM chapter does not in fact respect the traditional design practice that sees the two phases distinct. This is one of the signs of the radical changes imposed on the design process by the digitization now deployed in all dimensions (geometry, time, cost and performance over time) made possible by the BIM. In fact, the boundary between the detailed and final design phases does not exist in the development of the model, but only in the reporting of project information. It must follow consolidated and conventional rules of administrative nature. It is necessary, for example, to produce standardized documentation to obtain building permits. The BIM model contains all the data necessary to produce the requested information in the form of more or less detailed documents, but it cannot function without including all the essential and consistent data. For example, it is possible to compile a metric calculation only if all the families of the used systems contain not only all the geometric data of the entities inserted in the project, but if they are also properly coded, sized, geo-referenced, accompanied by data on characteristics and performances, etc. According to Chuck Eastman, designers

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Infatti tra le parti risultano normalmente tempi lunghi, specialmente, nell’interazione a vari livelli (multitasking) applicata per progetti contemporanei, in cui si devono ricordare gli elementi necessari tornando ad un progetto momentaneamente tralasciato. Questo porta molto spesso ad errori umani. È consigliabile quindi programmare cicli brevi ed attuare una continuità di lavoro su un solo compito di un progetto per volta. Si perde meno tempo che a suddividere il proprio tempo complessivo su più compiti. (Eastman et al., 2008). Modellazione a livello definitivo/ esecutivo Tale aspetto del BIM in effetti non rispetta la prassi della progettazione tradizionale, che vede le due fasi chiaramente distinte. Questo è uno dei segnali della radicale modifica imposta al processo di progettazione dalla digitalizzazione ormai dispiegata in tutte le dimensioni (geometria, tempi, costi e prestazioni nel tempo) rese possibili dal BIM. In effetti il confine tra il definitivo e l’esecutivo non esiste nello sviluppo del modello, ma solamente nella rendicontazione che deve seguire regole consolidate e convenzionali di carattere amministrativo. È invece necessario mantenere la distinzione per produrre la documentazione di rito e per conseguire i permessi di costruire. Il modello BIM contiene tutti i dati necessari per produrre le informazioni richieste sotto forma di documenti più o meno detta-

have basically two types of approaches to the detailed/final design: • Traditionally, the project model is a detailed project that represents the objectives of the client and the designer. That is, the constructor will have to define his constructive model and its documentation. If you use BIM, it can be an integral part of the economically advantageous offer. For example, the airport manager can compete with this project and evaluate the information offer (in terms of completeness) together with the constructive one. • With the BIM the designer can provide the client with a partially detailed model to be completed further to enable the various uses in the construction, design and manufacture. From this prospective, the model is the starting point for processing by the manufacturer and / or manufacturers to whom responsibility for the correctness and accuracy of the manufacturing data is transferred. In the first case the designer has no responsibility for the construction because they only provide the architectural project. This practice is now considered inefficient and detrimental to the client because it cannot guarantee the result. Especially in complex works such as airport terminals, a project limited to architectural aspects lacks to coordinate all the specialists involved in it. The international experts in this field say that designers should be encouraged to provide their information model to builders/manufacturers, al-

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gliati, ma non funziona affatto se non contiene già tutti i dati necessari ed in forma consistente. Ad esempio è possibile compilare un computo metrico solo se tutte le famiglie dei sistemi utilizzati contengono non solo tutti i dati geometrici delle entità utilizzate nel progetto che sono correttamente individuati nel modello, ma se esse sono anche adeguatamente codificate, dimensionate, geo-referenziate, corredate di dati relativi alle caratteristiche e prestazioni, ecc. Secondo Chuck Eastman i progettisti hanno sostanzialmente due tipi di approcci al progetto definitivo/esecutivo: • Tradizionalmente il modello del progetto è un progetto definitivo che rappresenta gli obiettivi del cliente e del progettista. Cioè il costruttore dovrà definire il suo modello costruttivo e la sua documentazione. Nel caso usi il BIM esso potrà costituire parte integrante dell’offerta economicamente vantaggiosa. Ad esempio il gestore aeroportuale può andare in gara con tale progetto e valutare l’offerta informativa (completezza) congiuntamente a quella costruttiva. • Con il BIM il progettista può fornire al cliente un modello parzialmente dettagliato da completare ulteriormente per abilitarne i vari usi nella costruzione, progettazione e fabbricazione. Da questo punto di vista il modello costituisce il punto di partenza per l’elaborazione da parte del costruttore e/o dei fabbrican-

lowing them to develop project information as required both to achieve the project objectives and to make the ‘constructive’ (final) project. This perspective has been made functional with BIM modeling. Although many problems remain regarding the origin of data on constructive details provided by the vendors of products, which can not be defined in general form to allow insertion in the parametric 3D model. This is due to the incompatibility of different parametric modelers which requires a further investment by the designer. Therefore, there are reservations about the possibility of granting to third parties — in the project group but without stable agreements within a single specific project — data that represent substantial parts of the work patrimony and knowledge of the designer on the professional and customer level due of privacy. Fortunately, the boundary between the design of the construction system and manufacturing appears to be fluid and tends to be eliminated (Schodek et al., 2005). Using the example of the introduction of additive printing technology (3D) in construction processes. In these processes there is no solution of continuity between the digital model and the physical model, which can be directly executed. In addition, BIM tools can be more effective if used parallelely by both the designer and the subcontractor. The only obstacle for

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ti ai quali viene trasferita la responsabilità per la correttezza e accuratezza dei dati di fabbricazione. Nel primo caso il progettista non ha la responsabilità della costruzione perché fornisce solo il progetto architettonico. Questa pratica è ormai giudicata inefficiente e dannosa per il committente perché non garantisce più il risultato. Soprattutto in opere complesse come i terminal aeroportuali un progetto limitato ai soli aspetti architettonici risulta carente per coordinare tutti gli specialisti che vi intervengono. Gli esperti internazionali in materia affermano che bisogna incoraggiare i progettisti a fornire il loro modello informativo ai costruttori/fabbricanti consentendo loro di sviluppare le informazioni di progetto come richiesto sia per raggiungere gli obiettivi di progetto sia per rendere esecutivo (costruibile) il progetto per la costruzione. Questa prospettiva si è fatta più concretamente operabile con la modellazione BIM. Sebbene permangano molti problemi per quanto riguarda l’origine dei dati sui dettagli costruttivi forniti dai venditori dei prodotti, che non possono essere definiti in forma generica per permetterne l’inserimento nel modello parametrico 3D. Ciò a causa della molteplicità di regole sottostanti i differenti modellatori parametrici. Il che comporta un ulteriore investimento da parte del progettista. Quindi ne conseguono riserve sulla possibilità di concedere a terzi, nel gruppo di progetto, ma senza accordi stabili nell’ambito di

now highlighted in European countries is the impossibility to identify such tools in advance during the design of public works, therefore also in airports, due to the limitations imposed by the directives on public procurement. Certainly with BIM, economic advantages (times, costs and quality) are derived from contractual schemes based on the sharing of information at the level of final planning with the manufacturer. The solution could be to share only the 3D model as a guiding geometric reference for the other systems. BIM would work well as co-ordination of development without being required to have full interoperability between the various systems. Technical specifications Traditionally an architectural 3D model — fully detailed at the final level — does not yet produce sufficient constructive information, but can produce the project drawings. The model corresponds to a package of conventionally required drawings, but omits the technical specifications of materials, finishes, quality and performance levels, construction or assembly procedures and any other factor required to produce the product. This set of information is found in technical specifications organized by classes of processes, systems and sub-systems, components and types of materials (Article 68, Legislative Decree 50/2016). The traditional methods of classification born in the 50s are inadequate to BIM modeling as they respond to a hier-

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pagina a fronte Lyon Saint Exupéry Airport, Arrival Hall Santiago Calatrava (1994)

un solo specifico progetto, dati che rappresentano parti consistenti del patrimonio di lavoro e conoscenze del progettista sul piano professionale e del cliente sul piano della privacy. Fortunatamente il confine tra progetto del sistema costruttivo e fabbricazione appare fluido e tende ad essere eliminato (Schodek et al., 2005). Si pensi all’introduzione della tecnologia di stampa additiva (3D) nei processi costruttivi. Non esiste in questi processi alcuna soluzione di continuità tra il modello digitale e quello fisico, che può essere direttamente eseguibile. Inoltre gli strumenti BIM possono essere più efficaci se utilizzati in parallelo sia dal progettista che dal fabbricante subcontraente. Unico ostacolo per ora evidenziato nei paesi Europei è l’impossibilità di coinvolgerli in anticipo durante la progettazione delle opere pubbliche, quindi anche negli aeroporti, a causa delle limitazioni imposte dalle direttive sugli appalti pubblici. Certamente con il BIM si dimostrano vantaggi economici (tempi, costi e qualità) derivati da schemi contrattuali basati sulla condivisione dell’informazione a livello di progettazione esecutiva con il fabbricante. La soluzione potrebbe essere di condividere solo il modello 3D come referenza geometrica guida per gli altri sistemi. Il BIM funzionerebbe bene come coordinazione dello sviluppo senza che sia richiesto di avere una piena interoperabilità tra i vari sistemi.

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Specificazioni tecniche Tradizionalmente un 3D architettonico pienamente dettagliato a livello esecutivo non produce ancora sufficienti informazioni costruttive, ma può produrre i disegni del progetto. Il modello corrisponde ad un pacchetto di disegni convenzionalmente richiesti, ma omette le specificazioni tecniche di materiali, finiture, livelli qualitativi e prestazionali, procedure costruttive o di montaggio e quant’altro richiesto alla realizzazione del prodotto. Tale insieme di informazioni si trova nei capitolati tecnici, organizzato per classi di lavorazioni, sistemi e sub-sistemi, componenti e tipi di materiali (art. 68, D. Lgs 50/2016). La modalità di classificazione tradizionali nate negli anni ‘50 risultano inadeguate alla modellazione BIM in quanto rispondono ad una organizzazione dei dati gerarchico-sequenziale, che si presenta scarsamente flessibile, nonché totalmente inadatta a classificare un’innovazione (v. es. sistema PC/SfB). Negli USA sono stati adottati i sistemi Uniformat® e Masterformat® e più recentemente Omniclass® che consentono di inserire ulteriori informazioni per ogni tipologia o classe nella codifica dei capitolati tecnici (qualità, processi speciali di lavorazione e/o montaggio). In UK è stato adottato il sistema di classificazione universale Uniclass® che, giunto alla seconda edizione sta divenendo uno standard di fatto. Nel BIM (es. Revit) sono stati inoltre svi-

archical-sequential organization of data, which is scarcely flexible, and totally unsuited to classify an innovation (see, for example, the CI/SfB system). In the USA the Uniformat® and Masterformat® and more recently Omniclass® systems have been adopted, which allow to insert further information for each typology or class in the codification of technical specifications (quality, special processing and/or assembly processes). In the UK the Uniclass® universal classification system has been adopted, which has reached its second edition becoming a de facto standard. In BIM (e.g. Revit) several tools have been developed that allow the selection and cross reference between the model and the technical components to edit the technical specifications while maintaining the consistency of the data if changes are made. The specifications can also be associated with object libraries to get automatic application when the component is inserted into the project. This feature saves time and above all avoids incompleteness and errors in the design. Furthermore, it is essential in the event of a dispute from the client/contracting authority to demonstrate the technically equivalent offer (see 6-7-8, Article 68, Legislative Decree 50/2016). It should be noted that this functionality is valuable to the management of the project in the service cycle of the terminal for maintenance and especially for the recon-

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luppati diversi strumenti che consentono la selezione e referenza incrociata tra il modello ed i componenti tecnici per editare le specificazioni tecniche mantenendo la consistenza dei dati se si effettuano modifiche. Le specificazioni inoltre possono essere associate alle librerie degli oggetti per ottenere l’applicazione automatica quando il componente è inserito nel progetto. Questa funzionalità fa risparmiare tempo e soprattutto evita incompletezza ed errori nella progettazione. Inoltre esso risulta essenziale in caso di contestazione da parte del committente/ stazione appaltante per dimostrare l’offerta tecnicamente equivalente (c. 6-7-8, art. 68, D. Lgs 50/2016). Da notare che questa funzionalità è preziosa nella gestione del progetto nel ciclo di servizio del terminal per la manutenzione e soprattutto per le riconfigurazioni che sono spesso richieste e, rispetto al ciclo di vita per programmare la dismissione finale. Infatti tali opere hanno una ciclo di vita molto più breve di altre architetture, a causa della incertezza dello scenario operativo, ma anche e soprattutto per l’esigenza di un continuo adeguamento tecnologico che spesso determina la convenienza a dismettere il terminal e sostituirlo con un nuovo progetto. Le procedure pubbliche di affidamento e la normazione tecnica di riferimento I risultati degli studi sui fattori di successo del BIM evidenziano in particolare che, men-

figurations that are often required, and with respect to the life cycle when planning the final disposal. In fact, these works have a life cycle much shorter than other architectures, due to the uncertainty of the operating scenario, but also and above all due to the need for continuous technological adaptation that often determines the convenience to dismantle the terminal and replace it with a new project. The public procurement procedures and the technical standard of reference The results of the studies on the success factors of BIM highlight in particular that, while the use of BIM in planning, 3D, 4D, costs and safety are consolidated in complex projects, according to the respondents (clients, architects, engineers, and builders), collaboration and teamwork are seen as success factors, but most of them do not consider the contribution of other interested parties to be a priority in the project’s start-up phase (Smart Market Report of Dodge & Analytics, 2015, cited in Bozoglu, 2016). The main obstacle that emerges in direct investigations in the United States concerns the development of BIM in complex projects, such as airports, high-density buildings (tall buildings) and hospitals, where over half of the clients, architects, engineers and builders report the lack of personnel adequately trained in the use of advanced methods and tools. In particular, a high percent-

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tre l’uso del BIM in progettazione, 3D, 4D, costi e sicurezza sono consolidati nei progetti complessi, secondo gli intervistati (committenti, architetti, ingegneri, e costruttori), la collaborazione ed il lavoro di gruppo sono visti come fattori di successo ma, la maggior parte di loro, non considera prioritario il contributo delle altre parti interessate nelle fasi di avvio del progetto (Smart Market Report of Dodge & Analytics 2015, cit. in Bozoglu, 2016). Il principale ostacolo che emerge nelle indagini dirette negli Stati Uniti riguarda lo sviluppo del BIM nei progetti complessi, come gli aeroporti, gli edifici ad alta densità (tall buildings) e le strutture ospedaliere, dove oltre metà dei committenti, architetti, ingegneri e costruttori denunciano la carenze di personale adeguatamente formato all’uso di metodi e strumenti avanzati. In particolare, un’alta percentuale degli ingegneri (63%) considera questo aspetto un ostacolo particolarmente significativo. Al secondo posto viene indicata la insoddisfacente abilità dei componenti del gruppo di progetto nell’uso del software: le due carenze principali riguardano la capacità di utilizzare la tecnologia nel gruppo, piuttosto che la tecnologia in sé (McGraw-Hill 2014; Dodge Data & Analytics, 2015, cit. in Bozoglu, 2016), da questo punto di vista la formazione appare avere un ruolo critico per l’adozione della tecnologie di progetto BIM. Infatti è necessario che ciascun componente del gruppo di progetto ab-

age of engineers (63%) consider this aspect a particularly significant obstacle. In second place the unsatisfactory skills of the project team members in the use of software are indicated: the two main deficiencies concern the ability to use technology in the group, rather than the technology itself (McGraw-Hill 2014; Dodge Data & Analytics, 2015, cited in Bozoglu, 2016), from this point of view training appears to have a critical role for the adoption of BIM project technologies. In fact it is necessary that each member of the project group has the skills and personal traits, knowledge and technical skills required to carry out BIM activities or produce in BIM. Having said that, it is noted that in the recent reform of regulations for public contracts in Italy, the contracting authorities use open or restricted procedures, after the publication of a call for tenders or sending invitations. They can also use the partnership for innovation when the conditions (article 65, D. Lgs. 50/2016 as amended and supplemented) exist, when the need to develop innovative products, services or works and to subsequently purchase the resulting supplies, services or works cannot, on the basis of a justified determination, be satisfied by using solutions already available on the market, the competitive procedure with negotiation and competitive dialogue (when the conditions set out in subsection 2 are met, and the minimum requirements that all bidders must

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bia le competenze ed i tratti personali, la conoscenza e le abilità tecniche richieste per svolgere attività BIM o produrre nel BIM. Ciò premesso, aprendo una parentesi locale, si nota ad esempio che nella recente riforma della regolazione nell’aggiudicazione di appalti pubblici in Italia, le stazioni appaltanti utilizzano le procedure aperte o ristrette, previa pubblicazione di un bando o avviso di indizione di gara. Esse possono altresì utilizzare il partenariato per l’innovazione quando sussistano i presupposti previsti (art. 65, D. Lgs. 50/2016 e s.m.). In specifico quando si presenti l’esigenza di sviluppare prodotti, servizi o lavori innovativi e di acquistare successivamente le forniture, i servizi o i lavori che ne risultano; nel caso in cui non possa, in base a una motivata determinazione, essere soddisfatta tale esigenza ricorrendo a soluzioni già disponibili sul mercato; la stazione appaltante può adottare la procedura cosiddetta competitiva con negoziazione e dialogo competitivo, nel caso in cui sussistano i presupposti previsti dal comma 2, cioè siano specificati i requisiti minimi che tutti gli offerenti devono soddisfare per la procedura negoziata senza previa pubblicazione di un bando di gara. Nel caso in cui sussistano i presupposti previsti (art. 63, D. Lgs. 50/2016 e s.m.), i cui contenuti sono richiamati nella relazione unica di cui agli articoli 99 e 139 sulla sussistenza dei presupposti previsti. Fatto salvo quanto previsto al comma 1-bis, gli appalti relativi ai lavori sono affidati ponendo a base di gara il progetto esecutivo, il cui

meet); the negotiated procedure without prior publication of a call for tenders, if the envisaged conditions exist (Article 63, Legislative Decree 50/2016 as amended and supplemented), the contents of which are referred to in the single report referred to in Articles 99 and 139 on the existence of the conditions laid down. Except for what specified in paragraph 1-bis, the contracts relating to the works are entrusted, placing the Final Project at the base of the tender. Its content specified by standards, guaranteeing that the work meets the predetermined quality requirements respect of the times and costs foreseen (c.8, article 23, D. Lgs. 50/2016 as amended and supplemented). In Italy it is forbidden to resort to the joint assignment of the design and execution of works, except for cases of: assignment to a general contractor, project finance, concession in concession, private public partnership, availability contract, financial leasing, as well as works of urbanization in deduction referred to in Article 1, paragraph 2, letter e, D. Lgs. 50/2016 as amended and supplemented). In this case, c.4-bis is applied, article 21 of Legislative Decree 50/2016 and subsequent amendments). The local regulatory framework therefore makes it complex to apply the preferential arrangements for the adoption of BIM, that is, the presence of all the participants already at the start of the first planning stages. However, the legislation is at the time of writing under review and with the new formulation

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contenuto è esplicitato della norma, che garantisce la rispondenza dell’opera ai requisiti di qualità predeterminati e il rispetto dei tempi e dei costi previsti (c.8, art. 23, D. Lgs. 50/2016 e s.m.). In Italia è vietato il ricorso all’affidamento congiunto della progettazione e dell’esecuzione di lavori ad esclusione dei casi di affidamento a contraente generale, finanza di progetto, affidamento in concessione, partenariato pubblico privato, contratto di disponibilità, locazione finanziaria, nonché delle opere di urbanizzazione a scomputo di cui all’articolo 1, comma 2, lettera e, D. Lgs. 50/2016 e s.m.). In tal caso si applica c.4bis, art 21 del D. Lgs. 50/2016 e s.m.). Il quadro regolatorio locale quindi rende complesso applicare le modalità preferenziali per l’adozione del BIM, ossia la compresenza di tutti i partecipanti già all’avvio delle prime fasi di progettazione. Tuttavia la normativa è stata modificata (DMMIT n.560 del 1/12/2017) e con la nuova formulazione del art.23 del D.Lgs 50/2016 e s.m. è stato introdotto gradualmente il modello digitale. Quindi molte parti della regolazione verranno armonizzate rispetto alla Direttiva 2014/24/UE nel completamento delle norme di recepimento, all’esigenza di ri-ingegnerizzare i processi ad iniziare da quelli procedurali, che costituiscono il quadro di riferimento nazionale che recepisce quello europeo. Infatti la Direttiva sugli appalti pubblici prevede che per i contratti pubblici ed i concorsi

expected by Article 23 of Legislative Decree No. 50/2016 and subsequent amendments the digital model will be introduced and therefore many parts of the regulation will be harmonized with respect to Directive 2014/24/EU in the completion of the transposition rules, to the need to re-engineer the processes starting from the procedural ones that constitute the national reference framework that incorporates the European one. In fact, the Directive on public procurement provides that for public contracts and design competitions, Member States may require the use of specific digital tools, such as BIM or similar. However, with the the implementation of the European directives on procurement in mind, some critical issues arise from the separation between design and construction: • in Italy most of the contracts have the Final Project as base of the tender • BIM instead integrates all the phases of design, construction management and disposal • BIM could instead be the basis for an ‘Integrated Final’ during the most economically advantageous offer (MEAO from now on). In conclusion, at present it will be possible to provide digital contracts with the following methods and reward: • In competition with a ‘traditional’ Final Project, with a specific score for the company that proposes to provide the

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di progettazione gli Stati membri possano richiedere l’uso di specifici strumenti digitali, come il BIM o similari. Tuttavia sempre dal recepimento delle direttive europee in materia di appalti discendono alcune criticità che nascono dalla separazione tra progettazione e costruzione, infatti: • in Italia la maggior parte degli appalti sono posti in gara con il progetto esecutivo • il BIM invece integra tutte le fasi di progettazione, costruzione gestione e dismissione • il BIM potrebbe invece costituire la base per un ‘Esecutivo Integrato’ nel corso dell’offerta economicamente più vantaggiosa (OE+V). In conclusione allo stato attuale è possibile prevedere appalti digitali con le seguenti modalità e premialità: • In gara con un Progetto Esecutivo ‘tradizionale’, con un punteggio specifico per l’impresa che con offerta migliorativa proponga di fornire il modello BIM del progetto e gestire il cantiere in BIM (offerta economicamente più vantaggiosa, artt. 94 e 95 D.Lgs. 50/2016 e s.m.) • In gara con un Progetto Esecutivo ‘tradizionale’, nessun punteggio in fase di aggiudicazione, ma con obbligo di digitalizzare il progetto e gestire il cantiere in BIM. • In gara con un Progetto Esecutivo ‘BIM’. la Stazione Appaltante (SA d’ora in poi) elabora il progetto guida ‘BIM’ oppure pone in gara un progetto tradizionale associato ad un incarico (o gara) per la digitalizzazione. L’impresa si impegna a man-

BIM model of the project and manage the construction site in BIM (the most economically advantageous offer, articles 94 and 95 D.Lgs. 50/2016 as amended and supplemented) • In competition with a ‘traditional’ Final Project, no score during the award phase, but with the obligation to digitize the project and manage the construction site in BIM. • In competition with a ‘BIM’ Final Project the Contracting Authority (CA from now on) prepares the ‘BIM’ guide project or competes with a traditional project associated with a task (or tender) for digitization. The company undertakes to keep the updated model for the duration of the construction site. • As the previous case, with the integration of the MEAO in the Final Design. The successful bidder provides the project of the improvements in BIM and the model validated by the CA. Among the elements that will be introduced in the new regulation to gradually introduce first and then obligatory, the two elements that will have to be better specified (c.1, p h, art.23 D.Lgs 50/2016 as amended and supplemented) surely there is the rationalization of design activities and related project verifications through the progressive use of specific electronic methods and tools such as modeling for buildings and infrastructures. The contracting authorities may request for new works, including restoration, redevelopment or variations — prioritized for com-

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tenere il modello aggiornato per tutta la durata del cantiere. • Come il precedente con integrazione esecutivo nella OE+V. L’aggiudicataria fornisce il progetto delle migliorie in BIM ed il modello che validato dalla SA (Esecutivo Integrato). Tra gli elementi che sono stati introdotti nella nuova regolazione per arrivare gradualmente prima ed obbligatoriamente poi, i due elementi che dovranno essere meglio precisati (c. 1, p. h, art.23 D.Lgs 50/2016 e s.m.) sicuramente c’è la razionalizzazione delle attività di progettazione e delle connesse verifiche di progetto attraverso il progressivo uso di metodi e strumenti digitali specifici quali quelli di modellazione parametrica per l’edilizia e le infrastrutture. Infatti le stazioni appaltanti possono richiedere per le nuove opere, nonché per interventi di recupero, riqualificazione o varianti, prioritariamente per i lavori complessi, l’uso dei metodi e strumenti elettronici specifici di cui al comma 1, lettera h) del D.lgs 50/2016. Tali strumenti utilizzano piattaforme interoperabili a mezzo di formati aperti non proprietari, al fine di non limitare la concorrenza tra i fornitori di tecnologie e il coinvolgimento di specifiche progettualità tra i progettisti. L’uso dei metodi e strumenti elettronici può essere richiesto soltanto dalle stazioni appaltanti dotate di personale adeguatamente formato (DM 560, art.3, c.9). Questo aspetto è importantissimo e chiama diret-

plex works — the use of the specific electronic methods and tools as referred to in paragraph 1, letter h). These tools use interoperable platforms using non-proprietary open formats, in order not to limit the competition between the technology suppliers and the involvement of specific projects among the designers. The use of electronic methods and tools can only be requested by the contracting stations with adequately trained personnel. This aspect is very important and directly calls into question both the university and the professional training institutions. With the decree of the Ministry of Infrastructures and Transport 560/2017 the methods and times for the progressive introduction of the compulsory nature of the aforementioned methods are defined at the contracting stations, the granting administrations and the economic operators, assessed according to the type of works to be entrusted and the digitization strategy of public administrations and the construction sector. The use of these methods is a parameter for assessing the rewards requirements referred to in Article 38, by D.lgs. 50/2016. The Commission envisaged in art. 23, paragraph 13 of the Procurement Code (Legislative Decree 50/2016 and subsequent amendments), established by decree n. 242 of 15 July 2016 by the Minister of Infrastructures and Transport, G. Delrio, has carried out the task of identifying by the DM 560:

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tamente in causa sia l’università che gli enti di formazione professionale. Con il decreto 560, art.6 del Ministero delle infrastrutture e dei trasporti, sono definiti le modalità e i tempi di progressiva introduzione dell’obbligatorietà dei suddetti metodi presso le stazioni appaltanti, le amministrazioni concedenti e gli operatori economici, valutata in relazione alla tipologia delle opere da affidare e della strategia di digitalizzazione delle amministrazioni pubbliche e del settore delle costruzioni. L’utilizzo di tali metodologie costituisce parametro di valutazione dei requisiti premianti di cui all’articolo 38, del D.lgs 50/2016. Infatti la Commissione prevista all’art. 23, comma 13 del Codice degli Appalti (D.lgs. 50/2016 e s.m.), istituita con decreto n. 242 del 15 luglio 2016 dal Ministro delle Infrastrutture e dei Trasporti, G. Delrio, ha svolto il compito di individuare, con il DM 560: • Modalità di inserimento di tali metodi e strumenti; • Tempi di progressiva introduzione dell’obbligatorietà; • Tipologia di opere da affidare (prioritariamente opere complesse); • Elementi relativi all’interoperabilità e standard di referenza in Italia; • Elementi relativi alla formazione delle stazioni appaltanti. In conclusione, per quanto riguarda i contenuti del decreto italiano sono stati stabiliti i seguenti aspetti procedurali e tecnici DM 560/2017:

• How to include these methods and tools; • Times of progressive introduction of the obligation; • Type of works to be entrusted (foremost complex works); • Elements related to interoperability and reference standards in Italy; • Elements relating to the formation of contracting authorities. Therefore, regarding the contents of the Italian decree, there will be elements on the following procedural and technical aspects (MIT Commission, October 2017): • Organizational, managerial, training and instrumental aspects; • Interoperability (IFC), Data Sharing Environment (CDE); • Reference contractual levels; • experimental: contractual prevalence of the paper explanation of the informative content of the model; • mature: contractual prevalence of the information model. • Information Specifications (UNI 113376), LOD (UNI 11337-4); • Progressive application: • Experimental phase, matures; • Thresholds, Type of intervention, complexity. • Monitoring of experimental projects. It should be noted that the Italian Ministry of Infrastructure and Transport (MIT) has made it clear that organizational aspects are a priority, in accordance with what emerges from international studies. On a techni-

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• Aspetti organizzativi e gestionali, formativi e strumentali (art.3); • Interoperabilità (IFC), Ambiente di condivisione dati (CDE) (art.4, 7); • Livelli contrattuali di riferimento: • sperimentale: prevalenza contrattuale della esplicitazione cartacea del contenuto informativo del modello; • maturo: prevalenza contrattuale del modello informativo (art.7). • Capitolato Informativo (UNI 11337-6), LOD (UNI 11337-4) (v. Appendice C); • Applicazione progressiva: • Fase sperimentale, matura; • Soglie, Tipo di intervento, complessità. • Monitoraggio di progetti sperimentali; Da notare che il MIT (Ministero Infrastrutture e Trasporti) italiano ha messo bene in chiaro che gli aspetti organizzativi sono prioritari, in accordo con quanto emerge dagli studi internazionali. Sul piano tecnico la normativa nazionale di riferimento (UNI 11337:2017) è anch’essa stata revisionata: sono già state approvate le parti relative a modelli, elaborati e oggetti informativi per prodotti e processi (p. 1), sull’evoluzione e sviluppo informativo di modelli, elaborati ed oggetti (p. 4), e la parte dedicata all’organizzazione dei flussi informativi nei processi digitalizzati (p. 5). In particolare la UNI 11337-1 interessa gli aspetti generali della gestione digitale del processo informativo nel settore delle costruzioni, quali:

cal level, the national reference legislation (UNI 11337: 2017) is also revisioned: the parts relating to models, designs and information objectives for products and processes (page 1) on the evolution and informative development of models, designs and objects (page 4) and the part dedicated to the organization of information flows in digitalised processes (page 5). In particular, UNI 11337-1 deals with the general aspects of the digital management of the information process in the construction sector, such as: • the structure of information vehicles; • the information structure of the process; • the information structure of the product. This standard is applicable to any type of product (resultant) in the sector, be it a building or an infrastructure, and any type of process: design, production or operation. They are aimed at the new construction as the conservation and/or redevelopment of the environment or built heritage. UNI 11337-4 deals with the qualitative and quantitative aspects of the digitized management of the information process in the construction sector, to support decision making, with the aim of specifying the objectives of each of the phases of the process in the field of planning (demand, feasibility and sustainability), in the field of design (functional-spatial, authorative, technological), in the field of production (executive design, testing and delivery), during the operating phase (management

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• la struttura dei veicoli informativi; • la struttura informativa del processo; • la struttura informativa del prodotto. La norma è applicabile a qualsiasi tipologia di prodotto (risultante) di settore, sia esso un edificio od una infrastruttura, ed a qualsiasi tipologia di processo: di ideazione, produzione od esercizio. Siano essi rivolti alla nuova costruzione come alla conservazione e/o riqualificazione dell’ambiente o del patrimonio costruito. La UNI 11337-4 interessa gli aspetti qualitativi e quantitativi della gestione digitalizzata del processo informativo nel settore delle costruzioni a supporto del processo decisionale con lo scopo di: specificare gli obiettivi di ciascuna delle fasi del processo nell’ambito della programmazione (esigenziale, fattibilità e sostenibilità), nell’ambito della progettazione (funzionale-spaziale, autorizzativa, tecnologica), nell’ambito della produzione (progettazione esecutiva, collaudo e consegna), nella fase di esercizio (gestione e manutenzione), introdotte nella UNI 11337-1. Il modello, gli oggetti e gli elaborati informativi hanno carattere strumentale al raggiungimento degli obiettivi di definire una scala comune di livello di sviluppo informativo degli oggetti relativi ai modelli di definire una scala comune di stati di lavorazione e di approvazione del contenuto informativo. La norma UNI 11337-4 è applicabile a qualsiasi tipologia di prodotto (risultante) di settore (sia esso un edificio, una infrastruttura, un intervento territoriale – ad esempio un

and maintenance),introduced in the UNI 11337-1. The model, objects and elaborated information are instrumental in achieving these objectives. They define a common level of information development of model-related objects, defining a common scale of processing and approval status of the information content. The UNI 11337-4 standard is applicable to any type of product (resultant) in the sector (be it a building, an infrastructure, a territorial intervention – i.e. a basin, a cliff, etc.) and any type of process (design, production or operation), for new construction and conservation, demolition and/or redevelopment of the environment or built heritage. Finally, UNI 11337-5 defines the flows, roles and rules necessary for the production, management, transmission of information, plus their connection and interaction in the digitized construction processes. As for the other parts of the standard under discussion they concern: • Part 2, Criteria for the naming and classification of models, products and processes; • Part 3, Models for the collection, organization and storage of technical information for construction products (digital information sheets for products and processes); • Part 6, Guideline for the drafting of the information documents; • Part 7, Requirements for knowledge, skills and competence for the figures involved in the digital management of information processes;

•

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Tab. 1 Modifica della domanda di competenze nella progettazione da Eastman et al., 2008

Project Hours Professional Grade Principal Project manager Project architect Architect 1 Intern architect Total

Pre-BIM 32 128 192 320 320 992

bacino, una pista, ecc.) e a qualsiasi tipologia di processo (di ideazione, di produzione o di esercizio), per interventi di nuova costruzione e di conservazione, demolizione e/o riqualificazione dell’ambiente o del patrimonio costruito. La UNI 11337-5, infine, definisce i ruoli, le regole ed i flussi necessari alla produzione, gestione e trasmissione delle informazioni e la loro connessione e interazione nei processi di costruzione digitalizzati. Per quanto riguarda le altre parti della norma in discussione esse riguardano: • Parte 2, Criteri di denominazione e classificazione di modelli, prodotti e processi; • Parte 3, Modelli di raccolta, organizzazione e archiviazione dell’informazione tecnica per i prodotti da costruzione (schede informative digitali per prodotti e processi); • Parte 6, Linea Guida per la redazione del capitolato informativo; • Parte 7, Requisiti di conoscenza, abilità e competenza per le figure coinvolte nella gestione digitale dei processi informativi; • Parte 8, Information & Project Management, prossima emissione a conclusione della elaborazione della ISO 19650:1; 2).

Post-BIM 32 192 320 192 96 832

Change 0% 33% 40% -67% -233% -19%

• Part 8, Information & Project Management, forthcoming issue at the conclusion of the proccessing by the ISO 19650:1; 2). It should be noted that the new Italian regulations for public works at the time of printing provide for the preparation of the information documents in addition to the traditional product documentation (specifications of the works, performance specifications). For all intents and purposes, the BIM model is a product of the design process. The Employer Information Requirements (EIR) defines the Common Data Environment (CDE), i.e. the digital environment for the collection and sharing of data relating to a work and structured in: • Models; • Digital elaborations mainly referable to the model. The CDE is based on an Information Technology (IT) infrastructure that must ensure the following characteristics defined in the EIR (DM 560, art.7): • sharing protocols regulated by security systems for access;

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Da notare che la nuova regolazione italiana per le opere pubbliche prevede la redazione del capitolato informativo in aggiunta alla documentazione tradizionale di prodotto (capitolato del lavori, capitolato prestazionale). A tutti gli effetti il modello BIM viene inquadrato come prodotto del processo di progettazione. Il capitolato informativo definisce il Common Data Environment (CDE) ossia l’ambiente digitale di raccolta organizzata e condivisione di dati relativi ad un’opera e strutturati in informazioni relative a: • Modelli; • Elaborati digitali prevalentemente riconducibili al modello. Il CDE è basato su un’infrastruttura informatica che deve assicurare le caratteristiche definite nel Capitolato Informativo (CI) (DM 560, art.7): • condivisione regolata da sistemi di sicurezza per l’accesso; • tracciabilità e registrazione della successione delle modifiche apportate ai contenuti informativi; • conservazione nel tempo e relativa accessibilità del patrimonio informativo contenuto; • definizione delle responsabilità e tutela della proprietà intellettuale. Il capitolato informativo, parte del Capitolato generale, deve contenere gli elementi utili alla individuazione dei requisiti di produzione, di gestione e di trasmissione dei contenuti informativi, in stretta connessione con gli

• traceability and registration of the succession of the changes made to the information contents; • conservation over time and relative accessibility of the information assets contained; • definition of responsibilities and protection of intellectual property. The information documents, part of the General Specifications, must contain the elements useful for identifying the production, management and transmission requirements for information contents, in close connection with the decision-making and management objectives. The specifications (Capitolato) are also communicated to the subcontractors and sub-providers who compete with the contractor in proposing the operating methods of production, management and transmission of information contents through the information management plan. The general and specific strategic information requirements, including the levels of definition of the information content, take into account the nature of the work, the phase of the process and the procurement procedure. As far as standardization is concerned, interoperability must be ensured. Public procuring stations must use inter-operable platforms using non-proprietary open formats. All data used in the design development process must be directly related to three-dimensional object-oriented models

•

Heathrow Airport, Terminal 5 Richard Rogers Partnership (2008)

obiettivi decisionali e con quelli gestionali. Il capitolato è comunicato anche ai subappaltatori e ai sub-fornitori che concorrono con l’aggiudicatario nella proposizione delle modalità operative di produzione, di gestione e di trasmissione dei contenuti informativi attraverso il piano di gestione informativa (BExP). I requisiti informativi strategici generali e specifici, compresi i livelli di definizione dei contenuti informativi, tenuto conto della natura dell’opera, della fase di processo e della procedura di appalto. Per quanto riguarda la standardizzazione deve essere assicurata l’interoperabilità. Le Stazioni Appaltanti pubbliche devono utilizzare piattaforme inter-operabili a mezzo di formati aperti non proprietari. Tutti i dati utilizzati nel processo di sviluppo progettuale devono risultare direttamente connessi a modelli tridimensionali orientati a oggetti e devono essere richiamabili da ciascun partecipante al progetto

and must be retrievable by each participant in the project at any stage of the design process, construction and management and disposal of the intervention according to open and non-digital proprietary format (e.g. IFC). The information produced and shared among all the participants during the project life cycle must be usable without this leading to the exclusive use of specific commercial technological applications due to the presence of proprietary data. In conclusion, for the adoption of digital processes in public works, a phase of experimentation and gradual multi-year adoption is planned in Italy, while in several European countries this has already been carried out in the past decade and some challenges are highlighted. The first concerns digital quality of the CA must be made explicit as in Article 38 of the Regulation D. Lgs 50/2016 as amended and supplemented, related to the registra-

il piano di esecuzione del bim negli aeroporti

in qualunque fase del processo di progettazione, costruzione e gestione e dismissione dell’intervento secondo formati digitali aperti e non proprietari (p.e. IFC). Le informazioni prodotte e condivise tra tutti i partecipanti durante il ciclo di vita del progetto devono essere fruibili senza che ciò comporti l’utilizzo esclusivo di applicazioni tecnologiche commerciali specifiche per la presenza di dati in formato proprietario. In conclusione premesso che per l’adozione dei processi digitali nelle opere pubbliche è prevista in Italia una fase di sperimentazione ed adozione graduale pluriennale, mentre in diversi paesi Europei questa si è già svolta nel decennio passato, si evidenziano alcune criticità. La prima riguarda la qualità digitale delle Stazioni Appaltanti (SA) va esplicitata in quanto nell’art.38 del regolamento D. Lgs 50/2016 e s.m., relativo all’iscrizione nell’Albo ANAC in rapporto agli ambiti di attività, alla tipologia, dimensione, complessità dei contratti e ai bacini territoriali andrebbe inserita la ‘capacità digitale’ ossia il livello di competenze presenti nella SA per gestire processi BIM. La seconda criticità riguarda la capacità delle SA nel riorganizzarsi esprimendo un adeguato livello di qualità delle Commissioni di gara che saranno chiamate ad effettuare valutazioni comparative con l’ausilio di metodi e strumenti elettronici. Nella scelta dei commissari devono essere considerate le competenze specifiche necessarie.

tion in the Italian national Anti-Corruption Authority (ANAC) Register in relation to the areas of activity, type, size, complexity of the contracts and territorial basins should be included the ‘digital capacity’ which is the level of skills in the SA to manage BIM processes. The second critical issue concerns the ability of the CA to reorganize itself by expressing an adequate level of quality of the tender fees that will be called to make comparative assessments with the help of electronic methods and tools. In selecting the commissioners, the specific skills required must be considered. Ultimately, the organizational strategy of the CA is crucial for digital contracting. The CA should (MIT Commission, October 2017): • Adopt a training plan for its personnel in relation to their role or verify their specific skills in the recruitment of new units; • Adopt a plan for the acquisition and maintenance of hardware and software tools for digital management of decisional and informational processes, adapted to the nature of the work, the process phase and the type of procedure in which they are adopted; • Adopt a process control and management system, an organization chart defined for internal roles and responsibilities and data managers to minimize potential litigation. The problem of the request for specific skills is truly emblematic of the change induced by digitization as shown in the table 1. The most advanced customers, such as in-

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In definitiva la strategia organizzativa della SA risulta determinante per appaltare in digitale. La SA dovrebbe (Commissione MIT, Ottobre 2017): • Adottare un piano di formazione del proprio personale in relazione al ruolo ricoperto o verificarne le competenze specifiche nel reclutamento di nuove unità (DM 560, art.3, c.9); • Adottare un piano di acquisizione e di manutenzione degli strumenti hardware e software di gestione digitale dei processi decisionali e informativi, adeguati alla natura dell’opera, alla fase di processo ed al tipo di procedura in cui sono adottati (DM 560, art.3, c.6); • Adottare un sistema di controllo e gestione dei processi, un organigramma definito per ruoli e responsabilità interne e dei gestori dei dati per minimizzare il potenziale contenzioso (DM 560, art.3, c.c). Il problema della richiesta di competenze specifiche è veramente emblematico del cambiamento indotto dalla digitalizzazione come evidenziato nella tabella 1. Le SA più evolute, come i gestori aeroportuali internazionali hanno affrontato la riorganizzazione con: • Adattamento alle nuove figure professionali; • Rafforzamento della parte gestionale; • Introduzionediprocedureautocontrollo; • Introduzione di nuove figure professionali quali:

ternational airport managers, have dealt with the reorganization with: • Adaptation to new professional figures; • Reinforcement of the management part; • Introduction of self-control procedures; • Introduction of new professional figures such as: • BIMm (Building Information Modeling manager); • BIM (System Integrator) Coordinator; • BIM Specialist (Specialist). • Having an independent third party audit; • Training internal staff; • Joint sessions between all the participants at the start of the BIM development project on the objectives of integration and standardization of the model (design charrette). Key Points The second chapter addressed the following points: • The structural change of design processes imposed by the adoption of the parametric methodology (BIM); • Peculiar aspects of the BIM methodology: the identification of objectives and uses, the Execution Plan; • Change of workloads and production of project information in the conceptual phase; introduction of the operational analysis and simulation tools; • Change of vision by levels of development of the detailed/final design;

il piano di esecuzione del bim negli aeroporti

• BIMm (Building Information Modeling manager); • Coordinatore BIM (System Integrator); • Specialista BIM (Specialist). • Audit indipendente di parte terza; • Formazione del personale interno; • Sessioni congiunte tra tutti i partecipanti all’avvio del progetto di sviluppo del BIM su obiettivi di integrazione e standardizzazione del modello (tipo design charrette). Key Points Il capitolo secondo ha affrontato i seguenti punti: • Il cambiamento strutturale dei processi di progettazione imposto dall’adozione della metodologia e delle tecnologie digitali parametriche (BIM); • Aspetti peculiari della metodologia BIM: l’identificazione degli obiettivi e degli usi, il Piano di Esecuzione (BExP); • Modifica dei carichi di lavoro e della produzione dell’informazione di progetto nella fase concettuale; introduzione degli strumenti operativi di analisi e simulazione; • Modifica della visione per livelli di sviluppo (LOD) della progettazione definitiva/ esecutiva; • Modifica della relazione e dei contenuti della specificazione tecnica; • Modifica delle procedure pubbliche di affidamento dell’appalto digitale; • Nuovo quadro della normazione tecnica di riferimento per il BIM.

• Modification of the report and the contents of the technical specification; • Modification of public procedures for the awarding of the digital contract; • New framework of the technical standard of reference for BIM.

I prodotti del BIM nella progettazione del terminal

Products: BIM Deliverables in Airports

tecnologie del progetto di architettura â&#x20AC;˘ maria antonietta esposito, filippo bosi

i prodotti del bim nella progettazione del terminal products: bim deliverables in airports Maria Antonietta Esposito

Università degli Studi di Firenze

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Denver Intl Airport, Westin Denver Fentress Architects (1995)

Sintesi Nel terzo capitolo vengono presentati i prodotti del BIM nell’ambito del progetto del terminal (v. Appendice A) con riferimento ai differenti approcci processo ed ai loro livelli di documentazione. Vengono qui presentati aspetti particolari dell’Integrated Product Delivery (IPD) come le Project Organizational Memories (POM) derivate dalla applicazione dei principi del Lean Design in un processo BIM con particolare finalizzazione alla fase operativa del terminal ( Whyte, 2010, Bosi, 2015).

Synthesis In the third chapter the BIM products are presented as part of the terminal project with reference to the different process approaches and their documentation levels. Special aspects of Integrated Product Delivery (IPD) are presented here, such as the Project Organizational Memories (POM) derived from the application of the principles of Lean Design in a BIM process with particular finalization to the operational phase of the terminal (Whyte, 2010; Bosi, 2015).

Obiettivi di apprendimento Con la lettura di questo capitolo il lettore avrà: • Conoscenza dei diversi processi di produzione della documentazione in relazione al programma del progetto • Conoscenza di specifiche modalità di documentazione in relazione alle fasi del ciclo di vita del terminal • Conoscenza dei prodotti del BIM in relazione ai processi di produzione della documentazione.

Learning objectives By reading this chapter the reader will have: • Knowledge of the different production processes of the documentation in relation to the project program • Knowledge of specific documentation methods in relation to the phases of the life cycle of the terminal • Knowledge of BIM products in relation to documentation production processes.

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pagina a fronte Programma di progetto da Eastman et al., 2008

Il concetto di programma nella progettazione BIM In ingegneria ed in architettura il concetto di programma di progetto si concretizza in un documento del progetto esecutivo: il cronoprogramma (art.40, del Regolamento 207/2010 s.m.). Esso si riferisce alle lavorazioni della costruzione. In genere è rappresentato da un diagramma multidimensionale (Gantt) calcolato sulla base delle risorse del progetto (tempo, personale, costi) che rappresenta graficamente la pianificazione delle lavorazioni gestibili autonomamente secondo una sequenza logica che però tiene conto di eventuali vincoli di programmazione per lo svolgimento di ogni singola attività (inizio/inizio; fine/inizio; fine/fine; ecc.) del processo la cui struttura viene attentamente analizzata e scomposta (WBS – Work Breakdown Structure). Nell’ambito della procedura di appalto dei lavori e nel caso di lavori compensati a prezzo chiuso il cronoprogramma ha lo scopo di stabilire, in via convenzionale, l’importo degli stessi da eseguire per ogni anno intero decorrente dalla data della consegna, nonché ai fini di quanto previsto in caso di ritardo rilevato dalla direzione lavori, come addebitabile all’esecutore relativo a lavorazioni direttamente incidenti sui materiali soggetti a compensazione. In questo caso non si applicano le compensazioni in aumento dovute al protrarsi dei lavori stessi rispetto al cronoprogramma.

Project time-line in BIM modeling In engineering and architecture, the concept of a project program is expressed in a document of the final project: the time schedule (art.40, of Regulation 207/2010 as amended and supplemented). It refers to the construction work. Generally it is represented by a multidimensional diagram (Gantt) calculated on the basis of the project resources (time, personnel, costs) that graphically represents the planning of the works that can be managed independently according to a logical sequence that takes into account any programming constraints for the development of every single activity (beginning/beginning, end/beginning, end/end, etc.) of the process whose structure is carefully analyzed and decomposed (WBS — Work Breakdown Structure). As part of the tender procedure for works and in the case of works offset at a closed price, the time schedule has the purpose of establishing — on a conventional basis — the amount of the same activity to be performed for each full year from the date of delivery, in addition to what is considered chargeable by the Works Manager to the construction company because related to works connected to materials subject to compensation. In this case the compensation increases due to the protraction of the same works with respect to the time schedule are not applied. In the traditional management of the project, time schedule also has another pur-

i prodotti del bim nella progettazione del terminal

Nella gestione tradizionale del progetto il cronoprogramma ha anche un altro scopo: viene presentato unitamente all’offerta per evidenziare la capacità di effettuare i lavori nei tempi richiesti ed eventualmente come elemento migliorativo dell’offerta economicamente più vantaggiosa. Anche questo aspetto della gestione è modificato dall’avvento della digitalizzazione nel progetto. L’approccio tradizionale risponde generalmente ad un modello a cascata che prevede il completamento di ogni fase. Ogni componente coinvolto la svolge autonomamente in una modalità non integrata. Nelle procedure di progettazione e costruzione ci può essere una sovrapposizione tra le fasi di sviluppo per ottenere un risparmio di tempo complessivo, ma richiedendo una integrazione fra progettisti e costruttori la sua

pose: it is presented together with the offer to highlight the ability to carry out the work in the required time and possibly as an improving element of the most economically advantageous offer. This aspect of management is also modified by the advent of digitization in the project. The traditional approach generally responds to a cascade model that provides for the completion of each phase. Each involved component performs it autonomously in a non-integrated mode. In design and construction procedures there may be some overlap between the development phases to achieve overall time savings, but true integration between designers and manufacturers from its application is strongly limited in Europe by Public Procurement Directive. Conversely, in the case of collaborative pro-

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Livelli di maturità del BIM da PAS 1192, BIM Taskgroup

applicazione è fortemente limitata in Europa dalla direttiva sugli appalti pubblici. Invece, nel caso delle procedure collaborative alla base degli appalti digitali, in cui tutti i partecipanti devono essere coinvolti nello sviluppo in tutte le fasi, si hanno molte sovrapposizioni di fasi svolte in parallelo. Il cronoprogramma in questo caso cambia scopo e funge da baseline e misura prevalentemente i miglioramenti del processo invece che ritardi e sprechi di tempo (waste of time), determinati per esempio dalle rilavorazioni progettuali dovute al trasferimento delle informazioni da un partecipante ad un altro e quindi diviene soprattutto uno strumento in ottica di fluidificazione del processo (Lean processing). Inoltre l’essenza del cronoprogramma è legata alla introduzione della variabile tempo

cedures based on digital procurement, in which all the participants must be involved in the development in all phases, there are many overlaps of phases carried out in parallel. The time schedule in this case changes the scope and measures mainly the process improvements instead of time delays and waste of time, determined by the project reworking due to the transfer of information from one participant to another, therefore it becomes above all an instrument with a view to process fluidification (Lean processing). Moreover, the essence of the time schedule is linked to the introduction of the time variable in the modeling (4D BIM) as an additional information level with respect to the so-called BIM level of maturity.

i prodotti del bim nella progettazione del terminal

nella modellazione (4D BIM) come ulteriore livello informativo rispetto al cosiddetto livello di maturità del BIM (v. fig. ‘Livelli di maturità del BIM’). Il programma di progetto stabilisce le mete per i prodotti del modello. In questo senso consente anche la visualizzazione delle mete per la consegna dei prodotti. I prodotti del BIM in relazione ai processi di produzione della documentazione di progetto Lo sviluppo della progettazione delle opere pubbliche fa riferimento a quanto stabilito dalle norme di recepimento delle direttive europee in materia di appalti pubblici. Ogni paese membro ha tuttavia la facoltà di specificare le norme in relazione al contesto ed alle esigenze nazionali. In effetti il processo di sviluppo è tradizionalmente caratterizzato da una montagna di carte che vengono a costituire le consegne dei prodotti documentali. I documenti vengono scambiati tra i partecipanti senza alcuna, o con la minima integrazione o condivisione di contenuti. Poiché i documenti sono generalmente cartacei spesso all’inizio di ogni fase è necessario che le informazioni siano ricreate o duplicate diminuendo il valore creato con la documentazione di progetto ed aumentando la perdita di conoscenze (knowledge waste). Anche in questo caso l’introduzione di metodologie e strumenti di analisi Lean abbinati al BIM può diminuire gli sprechi ed aumentare il valore del progetto. Spesso ap-

The project program sets the goals for the model products. In this sense it also allows the display of the destinations for the delivery of products. The products of BIM in relation to the production processes of the project documentation (BIM documentation as products) The development of the design of public works refers to what is established by the rules for the implementation of the European directives on public procurement. However, each member country has the right to specify the rules in relation to the context and national needs. In fact, the development process is traditionally characterized by a mountain of papers that constitute the deliveries of documentary products. Documents are exchanged between participants without any, or with minimal integration or sharing of content. Since documents are generally papery, often at the beginning of each phase it is necessary that the information be recreated or duplicated, decreasing the value created with the project documentation and increasing the loss of knowledge (knowledge waste). In this case, the introduction of Lean methodologies and tools combined with BIM can reduce waste and increase the value of the project. Often contractors, subcontractors and manufacturers redraw or redesign the architect’s product by engineering it and translating it from configuration drawings to manufacturing draw-

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paltatori, subappaltatori e fabbricanti ridisegnano o riprogettano il prodotto dell’architetto ingegnerizzandolo e traducendolo da disegni di configurazione a disegni di fabbricazione con l’introduzione delle necessarie tolleranze per la realizzazione e/o il montaggio al fine di garantire il coordinamento dimensionale dei componenti. È difficile realizzare una piena coordinazione con i metodi tradizionali, ma è possibile raggiungere accordi per lo sviluppo del modello con obiettivi comuni per i diversi usi nel BIM. Ad esempio nel modello procedurale di progettazione e costruzione BIM non necessariamente si deve risparmiare tempo nelle singole fasi di progettazione, mettendo a rischio la qualità del prodotto, ma poiché le fasi possono essere parallele sulla base del CDE (Common data Environment), si riduce comunque il tempo complessivo (fast track). Per esempio, introdurre famiglie di componenti dettagliati, che si intenderà utilizzare in fase di sviluppo esecutivo, già nelle prime fasi di avvio del progetto (concept) facilita la coordinazione e la verifica di costruibilità, consentendo inoltre analisi e verifiche (per esempio energetiche) precoci. Come osservato in precedenza (capitolo 2, ‘Il piano di esecuzione del BIM negli aeroporti’) il confine tra i livelli di progettazione si è trasformato in livello di dettaglio informativo (LoD). Come si è detto a differenza dell’approccio

ings with the introduction of the necessary tolerances for the realization and/or assembly in order to guarantee the dimensional coordination of the components. It is difficult to achieve full coordination with traditional methods, but it is possible to reach model development agreements with common goals for different uses in BIM. For example, BIM procedural design and construction model time isn’t necessarily to be saved in individual design phases – therefore putting the quality of the product at risk — but since the phases can be parallel on the basis of the Common Data Environment (CDE), the overall time consumption is reduced (fast track). Introducing families of detailed components, which will be used in the final development phase, already in the early stages of project start-up (concept) facilitates the coordination and verification of constructibility, also allowing early analysis and verification (e.g. energy). As previously stated in Chapter 2, ‘BIM Executive Plan in Aviation’, the boundary between the design levels has been transformed into an informative detail level (LoD). Unlike the traditional approach to design, where collaboration is limited to specific aspects or phases, participants can focus on products to be exchanged between their organizations to better define the final product on the client’s requests (costumisation).

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tradizionale alla progettazione, dove la collaborazione è invece limitata a specifici aspetti o fasi, i partecipanti possono focalizzare su prodotti da scambiare tra le loro organizzazioni per definire meglio il prodotto finale sulle richieste del committente (costumisation). I prodotti del modello sono integrati rispetto a quelli del processo di progettazione tradizionale come illustrato nella figura seguente. Anche qui abbiamo una trasformazione sostanziale: i prodotti non sono più statici, ma dinamici e seguono il ciclo di vita del prodotto fisico. In particolare nel BIM si hanno due prodotti specifici utili a tale scopo che sono costituiti dal modello costruttivo e dal modello come costruito (as-built). Il primo genera tutte le informazioni per lo sviluppo e la fabbricazione il secondo registra, e rende utilizzabili, tutte le informazione per le successive fasi del ciclo di vita fino alla sua dismissione. Nel caso del terminal aeroportuale è da notare che questo tipo di opere hanno un ciclo di vita più breve, che in genere è ricompreso in 20 anni, rispetto alle altre architetture. La cultura architettonica italiana, dall’Antica Roma al Rinascimento, al Barocco ed al Moderno, ci ha plasmato su concetti di permanenza e monumentalità tettonica che in questo settore non hanno applicabilità. Inoltre il terminal, per sua natura e per garantire i livelli di servizio (LoS) previsti, è soggetto a continue manutenzioni e riconfigurazioni spaziali e tecnologiche durante i rinnovi del ciclo di servizio. A causa di ciò il suo ciclo di vita è caratterizza-

The products of the model are integrated with respect to those of the traditional design process as illustrated in the following figure. Here we have a substantial transformation: the products are no longer static, but dynamic and follow the life cycle of the physical product. In BIM there are two specific products useful for this purpose which are made up of the constructive model and the model as built (as-built). The first one generates all the information for the development and manufacture while the second one records, and makes all the information viable for the subsequent phases of the life cycle up to its disposal. In the case of the airport terminal it should be noted that these types of works have a shorter life cycle, which is generally around 20 years, compared to other architectures. The Italian architectural culture, from Ancient Rome to the Renaissance, the Baroque and the Modern, has shaped the landscape on concepts of permanence and tectonic monumentality that in this sector have no applicability. The terminal is subject to continuous maintenance and spatial and technological re-configurations during the service cycle, by its nature and to guarantee the planned Levels of Service (LoS). Because of this, its life cycle is characterized by multiple re-starts of the performance curve of systems and components. The possibility of having a digital model of the building is an essential feature for the management of the operational phase be-

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Prodotti tradizionali e prodotti dinamici del modello BIM da Eastman et al., 2008

pagina a fronte Ciclo di vita del terminal aeroportuale da TxP_Research

to da molteplici riavvii della curva di prestazione di sistemi e componenti. La possibilità di avere un modello digitale del costruito risulta un aspetto essenziale per la gestione della fase operativa perché consente di intervenire progettando le modifiche nel ciclo di servizio sulla base di tutte le informazioni disponibili, aggiornate e verificate. Esso consente anche di progettare più efficientemente sia l’avvio operativo (project start-up) che gli interventi adottando strategie Lean come le Project

cause it allows intervention by planning the changes in the service cycle on the basis of all the information available, updated and verified. It also allows you to plan both the operational start-up (project start-up) and the interventions using Lean strategies such as the Project Organizational Memories (POM) that represent updated product information with the various post-construction interventions (Whyte, 2010; Bosi, 2015).

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Organisational Memories (POM) che rappresentano le informazioni sul prodotto aggiornate con i vari interventi post-costruttivi (Whyte, 2010; Bosi, 2015). La progettazione in materia di lavori pubblici si articola, secondo tre livelli di successivi approfondimenti tecnici, in progetto di fattibilità tecnica ed economica, progetto definitivo e progetto esecutivo ed è intesa ad assicurare (art.23, D. Lgs 50/2016): • il soddisfacimento dei fabbisogni della collettività; • la qualità architettonica e tecnico funzionale e di relazione nel contesto dell’opera; • la conformità alle norme ambientali, urbanistiche e di tutela dei beni culturali e paesaggistici, nonché il rispetto di quanto previsto dalla normativa in materia di tutela della salute e della sicurezza;

The design of public works is structured according to three levels of subsequent technical in-depth analysis, technical and economic feasibility project, final design and final project and is intended to (art.23, D. Lgs 50/2016): • meet the needs of the community; • ensure the architectural and functional quality of technical and relationship quality in the context of the work; • comply with environmental, urban planning and cultural heritage and landscape protection standards, as well as compliance with the provisions on health and safety protection; • limited land consumption; • respect for hydro-geological, seismic and forestry constraints as well as other existing restrictions;

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• un limitato consumo del suolo; • il rispetto dei vincoli idro-geologici, sismici e forestali nonché degli altri vincoli esistenti; • il risparmio e l’efficientamento ed il recupero energetico nella realizzazione e nella successiva vita dell’opera nonché la valutazione del ciclo di vita e della manutenibilità delle opere; • la compatibilità con le preesistenze archeologiche; • la razionalizzazione delle attività di progettazione e delle connesse verifiche attraverso il progressivo uso di metodi e strumenti elettronici specifici quali quelli di modellazione per l’edilizia e le infrastrutture; • la compatibilità geologica, geomorfologica, idrogeologica dell’opera; • accessibilità e adattabilità secondo quanto previsto dalle disposizioni vigenti in materia di barriere architettoniche. Le tipiche fasi di sviluppo aeroportuale di seguito elencate vengono iterate nel ciclo di vita del terminal: • Masterplan; • Progetto di fattibilità tecnico-economica; • Progetto definitivo; • Progetto esecutivo. Il Masterplan è una fase multidisciplinare che prevede sia gli aspetti di concettuali, ambientali ed urbanistici che finanziari in relazione ai flussi previsti ed ai livelli di servizio attesi. Quindi le funzionalità di visualizzazione,

• generate savings and energy efficiency in the construction and subsequent life of the building, as well as the assessment of the life cycle and the maintainability of the building; • compatibility with preexisting archaeological sites; • rationalization design activities and related checks through the progressive use of specific electronic methods and tools such as modeling for buildings and infrastructures; • understand geological, geomorphological, hydro-geological compatibility of the work; • ensure accessibility and adaptability in accordance with the provisions in force concerning architectural barriers. The typical phases of airport development listed below are iterated in the life cycle of the terminal: • Masterplan; • Technical-economic feasibility project; • Detailed project; • Final project. The Masterplan is a multidisciplinary phase that includes both the conceptual, environmental and urban aspects, as well as financial aspects in relation to expected flows and expected service levels. Therefore the visualization, analysis and simulation functionalities of a model based on the Common Data Environment (CDE) can be used by the project group to create the information necessary to

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analisi e simulazione di un modello basato sul Common Data Environment (CDE) possono essere utilizzate dal gruppo di progetto per creare l’informazione necessaria a documentare adeguatamente questa fase, sia ai fini dello sviluppo stesso che dell’avvio delle procedure amministrative correlate. Ad esempio, è possibile produrre gli studi ambientali riguardanti inquinamento di aria, acqua e rumore necessari per la valutazione ambientale; lo studio degli ostacoli naturali ed artificiali rispetto alle superfici di volo per decollo ed atterraggio; le volumetrie del/dei terminal principali e satelliti; le infrastrutture di mobilità a di terra; ecc. In definitiva tutti i documenti richiesti per l’Airport Layout Planning (ALP) nell’ambito del Masterplan possono essere generati sulla base dello stesso modello. La fase di fattibilità tecnico-economica (c.d. FTE,c. 6, D-Lgs 50/2016) è, in parte integrata con il Masterplan dell’aeroporto, e viene specificata dal punto di vista delle opere architettoniche per ogni singolo terminal. In questa fase sulla base del modello devono essere prodotti i documenti utili a: • Individuare tra più soluzioni, quella che presenta il miglior rapporto tra costi e benefici per rispetto agli obiettivi generali dell’opera ed in relazione alle specifiche esigenze da soddisfare e prestazioni da fornire (optioneering); • Espletare le procedure di dibattito pubblico (Conferenza dei Servizi, art. 22, D-Lgs 50/2016 e s.m.);

adequately document this phase, both for the development itself and for the start of the related administrative procedures. For example, it is possible to produce environmental studies concerning air, water and noise pollution necessary for environmental assessment; the study of natural and artificial obstacles compared to flight surfaces for take-off and landing; the volumes of the main and satellite terminals; land-based mobility infrastructures; etc. Ultimately all the documents required for the Airport Layout Planning (ALP) within the Masterplan can be generated on the basis of the same model. The technical-economic feasibility phase (e.g. FTE, paragraph 6, D-Lgs 50/2016) is, in part, integrated with the airport masterplan, and is specified from the perspective of the architectural works for each individual terminal. In this phase, on the basis of the model, these documents are useful for: • Identifying among several solutions, the one that presents the best ratio between costs and benefits in respect to the general objectives of the work and in relation to the specific needs to be satisfied and services to be provided (optioneering); • carrying out the procedures of public debate (Conference of Services, article 22, D-Lgs 50/2016 as amended and supplemented); • eventually being divided into two successive stages of processing (in case of design competitions and ideas referred to in art.152, D-Lgs 50/2016 as amended and supplemented):

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pagina a fronte Stansted Airport, Baggage Claim Area Foster + Partners (1991)

• Essere eventualmente articolato in due fasi successive di elaborazione (in caso di concorsi di progettazione e di idee di cui, art.152, D-Lgs 50/2016 e s.m.): - Fase 1: individuazione ed analisi delle possibili soluzioni progettuali alternative, ove esistenti, sulla base dei principi di cui sopra, e redazione del documento di fattibilità delle alternative progettuali secondo le modalità specificate (c. 3, ibidem) - Fase 2, ovvero nell’unica fase, qualora non sia redatto in due fasi, sviluppo, nel rispetto dei contenuti del documento di indirizzo alla progettazione (DPP) e secondo le modalità specificate (c. 3, ibidem) tutte le indagini e gli studi necessari per la definizione degli aspetti necessari, nonché elaborati grafici per l’individuazione delle caratteristiche dimensionali, volumetriche, tipologiche, funzionali e tecnologiche dei lavori da realizzare e le relative stime economiche, e la possibile suddivisione in lotti funzionali. Il progetto di fattibilità TE deve consentire, ove necessario, l’avvio della procedura espropriativa per l’eventuale ampliamento del sedime aeroportuale. Il progetto di fattibilità TE è redatto sulla base di indagini geologiche, idrogeologiche, idrologiche, idrauliche, geotecniche, sismiche, storiche, paesaggistiche ed urbanistiche, di verifiche preventive dell’inte-

- Phase 1: identification and analysis of possible alternative design solutions, when applicable, on the basis of the above principles, and preparation of the feasibility document of the project alternatives according to the methods specified (c.3, ibidem) - Phase 2 (or in case of single phase): development, in compliance with the contents of the Design Brief Document and according to the methods specified (c.3, ibidem), all the investigations and compulsory studies for the definition of the necessary aspects, as well as graphic drawings for the identification of the dimensional, volumetric, typological, functional and technological characteristics of the works to be carried out and the relative economic estimates, and the possible division into functional batches. The Techno-Economical (TE) feasibility project must allow, where possible, the start of the expropriative procedure for the possible enlargement of the airport boundary. The TE feasibility project is drafted on the basis of geological, hydro-geological, hydrological, hydraulic, geotechnical, seismic, historical, landscape and town planning surveys, preventive checks on archaeological interest and preliminary studies on environmental impact. It highlights, with geo-refurbished maps, the areas in-

i prodotti del bim nella progettazione del terminal

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resse archeologico, degli studi preliminari sull’impatto ambientale. Esso evidenzia, con elaborati cartografici geo-referenziati, le aree impegnate, le relative eventuali fasce di rispetto e le occorrenti misure di salvaguardia (es.: carte ostacoli). Inoltre, il progetto di fattibilità TE comprende le analisi e valutazioni (p. es.: energetiche) tecnico-architettoniche del terminal, con riferimento al contenimento dei consumi e alle eventuali misure per la produzione e il recupero di energia, per la mitigazione dell’impatto ambientale e la valutazione dei costi nel ciclo di vita dell’opera, anche considerando le diverse opzioni di planning (Expected Net Present Value — ENPV). Il Progetto FTE indica, inoltre, le caratteristiche prestazionali, le specifiche funzionali ed i livelli di servizio del terminal in relazione alla previsione dei flussi passeggeri indicata nel Masterplan (LOS). Il progetto definitivo (PD) individua compiutamente i lavori da realizzare, nel rispetto delle esigenze, dei criteri, dei vincoli, degli indirizzi e delle indicazioni stabiliti dalla stazione appaltante (il gestore aeroportuale) e dal progetto di fattibilità. Il progetto definitivo contiene, anche tutti gli elementi necessari ai fini del rilascio delle prescritte autorizzazioni e approvazioni, nonché la quantificazione definitiva del limite di spesa per la realizzazione e del relativo cronoprogramma, attraverso l’utilizzo, dei prezzari predisposti annualmente dalle regioni e dalle province autono-

volved, the relative possible bands of respect and the necessary safeguard measures (e.g. obstacle maps and charts). Furthermore, the TE feasibility project includes the analysis and evaluation (i.e. energetic) of the technical and architectural aspects of the terminal, with reference to the containment of consumption and any measures for the production and recovery of energy, for the mitigation of the environmental impact and cost evaluation in the life cycle of the work, also considering the different planning options (Expected Net Present Value — ENPV). The FTE Project also indicates the performance characteristics, functional specifications and service levels of the terminal in relation to the expected passenger flows indicated in the Masterplan (LOS). The Final Design (FD) fully identifies the work to be carried out, in compliance with the requirements, criteria, constraints, addresses and indications established by the contracting authority (the airport manager) and the feasibility project. The final design also contains all the elements necessary for the purpose of issuing the required authorizations and approvals, as well as the definitive quantification of the expenditure limit for the implementation and of the relative time schedule — through use — of the annual pre-arranged by the regions and provinces autonomous territorial authorities, in agreement with the territorial articulations of the Ministry of In-

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me territorialmente competenti, di concerto con le articolazioni territoriali del Ministero delle infrastrutture e dei trasporti (c.16, D-Lgs. 50/2016 e s.m.). La documentazione di progetto può essere prodotta direttamente sulla base dei dati comuni del modello e tradizionalmente comprende: • relazione generale; • relazioni tecniche e relazioni specialistiche; • rilievi plano-altimetrici e studio dettagliato di inserimento urbanistico; • elaborati grafici (piante, prospetti, sezioni); • studio di impatto ambientale; • calcoli delle strutture e degli impianti (MEP – Mechanical Electrical Plumbing); • disciplinare descrittivo e prestazionale degli elementi tecnici; • censimento e progetto di risoluzione delle interferenze (clash detection); • piano particellare di esproprio; • elenco dei prezzi unitari ed eventuali analisi; • computo metrico estimativo; • aggiornamento del documento contenente le prime indicazioni e disposizioni per la stesura dei piani di sicurezza; • quadro economico con l’indicazione dei costi della sicurezza desunti sulla base del documento di cui alla lettera l). Quando il progetto definitivo (PD) è posto a base di gara, previa acquisizione della positiva valutazione di impatto ambientale, in sostituzione del disciplinare di cui al pun-

frastructures and Transport (c.16, D-Lgs. 50/2016 as amended and supplemented). The project documentation can be produced directly on the basis of the common data of the model and traditionally includes: • general report; • technical reports and specialist reports; • plano-altimetric surveys and detailed study of urban planning; • graphic drawings (plans, elevations, sections); • environmental impact study; • calculations of structures and plants (MEP — Mechanical Electrical Plumbing); • descriptive and performance regulation of the technical elements; • census and resolution project for interference (clash detection); • particle plan of expropriation; • list of unit prices and possible analyzes; • estimative metric calculation; • update of the document containing the first indications and provisions for the drafting of security plans; • economic framework with an indication of the security costs deduced on the basis of the document referred to in letter l). When the Final Design is based on the tender, after the acquisition of the positive environmental impact assessment, replacing the specification (see g), the project is accompanied by the contract scheme and the special tender specifications, the security and coordination plan (Article 100, Legislative Decree 81/2008) on the basis of which the

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to g), il progetto è corredato dello schema di contratto e del capitolato speciale d’appalto, del piano di sicurezza e di coordinamento (art. 100, D. Lgs. 81/2008) sulla base del quale determinare separatamente il costo della sicurezza, non soggetto a ribasso nell’offerta. Lo schema di contratto prevede, inoltre, che il concorrente debba indicare, al momento dell’offerta, la sede di redazione del progetto esecutivo, nonché i tempi della progettazione esecutiva e le modalità di controllo, da parte del responsabile del procedimento, del rispetto delle indicazioni del progetto definitivo. Tutta la documentazione tecnica ed economica del PD può essere redatta con informazione direttamente estratta direttamente dal modello in base al CDE assicurando cosi la coerenza tra le informazioni riportate. Ad esempio capitolati e misure riportate nei disegni saranno consistenti e coerenti, cosi come le indicazioni riportate nel disciplinare descrittivo e prestazionale degli elementi tecnici, ecc. Key Points Il capitolo terzo ha illustrato i prodotti del BIM nel contesto operativo della progettazione aeroportuale. I principali prodotti riguardano: • modello del sito; • modello dei volumi; • modelli architettonico, strutturale, impianti per:

cost of security must be determined separately, which is not subject to discounting in the offer. The contract outline also provides that the tenderer must indicate, at the time of the offer, the location of the final project, as well as the timing of the final design and the methods of control, by the person in charge of the procedure, of compliance indications of the detailed project. All the technical and economic documentation of the PD can be written with information directly extracted from the model according to the CDE, thus ensuring consistency between the information reported. For example, specifications and measures shown in the drawings will be consistent and congruous, as well as the indications given in the descriptive and performance specification of the technical elements, etc. Key Points The third chapter illustrates the products of BIM in the operational context of airport design. The main products concern: • site model; • volume model; • architectural, structural models, systems for: • the final project and the acquisition of administrative authorizations; • coordination and / analysis of interference;

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• il progetto definitivo e l’acquisizione delle autorizzazioni amministrative; • la coordinazione e/l’analisi delle interferenze; • la visualizzazione; • il computo dei costi; • cronoprogramma (tempi, costi, personale, materiali) e fasizzazione del progetto; • modelli costruttivi e di fabbricazione (v. per dettagli capitolo successivo); • disegni per la fabbricazione di sistemi e componenti (shop-drawings); • modelli proprietari o aperti dell’applicazione utilizzata; • dati per la gestione operativa ed il piano di manutenzione; • altri dati BIM a valore aggiunto per il progetto.

• viewing; • calculation of costs; • time schedule (times, costs, personnel, materials) and project phasing; • construction and manufacturing models (expanded in next chapter); • drawings for the manufacture of systems and components (shop-drawings); • proprietary or open models of the used application; • data for operational management and maintenance plan; • other BIM value-added data for the project.

BIM e implicazioni socio-tecniche Human Resources: Modeling and collaboration procedures in Airports

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bim e implicazioni socio-tecniche | human resources: modeling and collaboration procedures in airports Maria Antonietta Esposito Filippo Bosi

•

Università degli Studi di Firenze

Beijing Capital Intl Airport, Boarding Gate Lounge Foster+Partners (2008)

Sintesi Il quarto capitolo discute gli aspetti socio-tecniche e culturali del BIM troppo spesso trascurati o semplicemente gestiti con tecniche collaborative standardizzate; questo approccio si presenta molto interessante fonte di fattori di successo dei progetti di aeroporti in un settore di valenza internazionale che trova attuazione in contesti culturali molto diversi.

Synthesis The fourth chapter discusses the socio-technical and cultural aspects of BIM too often neglected or simply managed with standardized collaborative techniques; this approach is a very interesting source of success factors for projects in a sector of international value that is implemented in very different cultural contexts.

Obiettivi di apprendimento Con la lettura di questo capitolo il lettore avrà: • Visione di come le interrelazioni tra le Scienze Sociali e la Gestione del Progetto (Project Design Management) siano utili in uno scenario in cui con la digitalizzazione si siano modificati i processi • Elementi delle Scienze Sociali per sviluppare tali interrelazioni per osservare e supportare i fenomeni sociali e psicologici come la creatività, la risoluzione dei problemi, la collaborazione, la progettazione condivisa, l’impegno e l’affidabilità che possono condurre a nuovi metodi e modelli di gestione (Management Models) • Conoscenza di come Lean e BIM siano determinanti in relazione al cambiamento

Learning objectives By reading this chapter the reader will have: • A vision of how the interrelationships between Social Sciences and Project Management are useful in a scenario in which the processes have been modified with the digitalization process • Elements of Social Sciences to develop such interrelationships to observe and support social and psychological phenomena such as creativity, problem solving, collaboration, shared design, commitment and reliability that can lead to new methods and models management (Management Models) • Knowledge of how Lean and BIM are decisive in relation to the change in the pro-

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dei processi di produzione del progetto e delle costruzioni in generale, ma anche che il conseguimento dei benefici attesi dai due approcci necessitano di una maggiore considerazione delle caratteristiche dell’ambiente di lavoro e di gestione, che sono profondamente influenzati dai fenomeni sociali.

duction processes of the project and construction in general, but also that the achievement of the benefits expected from the two approaches require a greater consideration of the characteristics of the working environment and management, which are profoundly influenced by social phenomena.

Perché parlare di Scienze Sociali e BIM Storicamente il settore gestionale (Management), considerato nei suoi aspetti socio-tecnici e come Scienza Sociale è stato disgiunto dagli studi sulla progettazione e fabbricazione dell’Architettura. Inoltre, si vede chiaramente che la trasformazione in corso nel settore è stata osservata e studiata in modo frammentato in vari aspetti specifici e manca di una visione complessiva che, al contrario ha da sempre caratterizzato l’approccio olistico e sintetico dell’Architettura. Per comprendere questo aspetto possiamo fare un esempio storico che ci riporta ad una situazione in cui il progetto dell’architettura, come oggi lo intendiamo, non era ancora sviluppato, ma esisteva un progetto sociale condiviso intorno al quale si aggregavano le risorse ed esso si realizzava: la fabbrica gotica. Le cattedrali gotiche, fino al Rinascimento, non avevano un progettista, erano frutto di conoscenze relative ai magisteri costruttivi e di un attività collettiva di collaborazione non solo costruttiva ma anche economica. Fu solo nel Rina-

Why talk about Social Sciences and BIM Historically the management sector (Management), considered in its socio-technical aspects and as Social Science has been separated from studies on the design and manufacture of architecture. Furthermore, it is clear that the transformation under way in the sector has been observed and studied in a fragmented way in various specific aspects and lacks an overall vision that, on the contrary, has always characterized the holistic and synthetic approach of Architecture. To understand this aspect we can make a historical example that brings us back to a situation in which the architectural project, as we understand it today, was not yet developed, but there was a shared social project around which resources were aggregated and it was realized: the Gothic factory. The Gothic cathedrals, until the Renaissance, did not have a designer, were the result of knowledge related to the construction of the magisteri and a collective activity of collaboration not only constructive but also econom-

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scimento che per la prima volta si utilizzano i modelli e il concorso d’idee tra progettisti, per scegliere il miglior artefice a cui assegnare l’incarico. Nel Medioevo le attività economiche orbitavano per decenni intorno alla fabbrica della cattedrale, e tali attività costituivano anche come un volano economico assicurando per oltre due secoli commerci e commissioni di opere alle comunità interessate. Tale risultato, in termini di creazione di una complessa rete economica, era basato sostanzialmente sul consenso dell’intera comunità rispetto all’obiettivo di costruire il progetto, come sua immagine ed espressione dei suoi valori, ed interessi, condivisi. Con le dovute differenze si potrebbe paragonare il progetto BIM alla fabbrica gotica, anche qui le risorse, principalmente costituite da dati ed informazioni, sono condivise per uno scopo comune, ossia creare il modello, sebbene digitale. Non bisogna farsi ingannare dalla apparente antinomia materiale versus digitale dei due casi, l’esigenza di collaborare per finalizzare la fabbricazione sul piano organizzativo è esattamente la stessa. I requisiti di consenso e condivisione sono parimenti necessari. Solamente la tempistica ha una scala completamente diversa, nel Medioevo come unità di misura aveva i secoli, oggi anni e, in aeroporto, spesso solo mesi. In relazione a tali aspetti il suggerimento di questo capitolo è di introdurre nel dibattito sulla rimodellazione dei processi dell’era digitale le seguenti questioni (Tzortzopoulos, 2016):

ic. In the Renaissance, for the first time, models and the competition of ideas among designers are used to choose the best architect to whom to assign the task. In the Middle Ages economic activities orbited around the cathedral factory for decades, and these activities also constituted an economic driving force, ensuring for over two centuries trade and commissions of works to the communities concerned. This result, in terms of creating a complex economic network, was based essentially on the consensus of the entire community with respect to the objective of constructing the project, as its image and expression of its values, and shared interests. With the due differences we could compare the BIM project to the Gothic factory, even here the resources, mainly made up of data and information, are shared for a common purpose, ie to create the model, albeit digital. Do not be fooled by the apparent material versus digital versus of the two cases, the need to work together to finalize the production on the organizational level is exactly the same. Requirements for consent and sharing are also necessary. Only the timing has a completely different scale, in the Middle Ages as a unit of measurement had centuries, now years and, at the airport, often only months. In relation to these aspects the suggestion of this chapter is to introduce the following questions in the debate on the re-modeling of the processes of the digital age (Tzortzopoulos, 2016):

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pagina a fronte Jean Fouquet, The Building of a Cathedral

• quali sono le domande a cui rispondere in termini di ricerca e innovazione in relazione al Lean ed al BIM? • L’approccio e le metodologie delle Scienze Sociali possono essere efficaci in questo contesto? • Come possiamo conciliare l’apparente contraddizione tra i punti di vista tecnologico, sociologico e psico-sociale nelle attività di progettazione e fabbricazione? Non è questa la sede per trovare le risposte, che potranno essere trovate in nuovi ambiti di ricerca interdisciplinare che sono per ora agli albori, ma è necessario proporre tale prospettiva per comprendere meglio la portata del cambiamento in corso. I principali autori (Kiviniemi, 2016) sottolineano come il settore Architecture, Engineering, Construction, Owner, Operator (AECOO) abbia notoriamente una connotazione conservatrice e restia all’innovazione. Tuttavia poiché anche nelle costruzioni l’innovazione è spinta dalla trasformazione digitale e l’ambiente socio-culturale del settore è costretto a cambiare, gli attori del processo che non si adattino al nuovo scenario ed ai suoi nuovi modelli operativi (business model) sono destinati a scomparire, perché saranno sostituiti da nuovi operatori con le caratteristiche adatte a raccogliere le sfide imposte dalle ‘disruptive technologies’, analogamente a quanto accaduto in altri settori industriali. L’attenzione del settore si è anche focalizzata sul ciclo di vita e su nuovi progetti a rete, infrastrutture, edifici e servizi

• What are the questions to be answered in terms of research and innovation in relation to Lean and BIM? • Can the approach and methodologies of Social Science be effective in this context? • How can we reconcile the apparent contradiction between the technological, sociological and psycho-social points of view in design and manufacturing activities? This is not the place to find the answers, which can be found in new areas of interdisciplinary research that are currently in its infancy, but it is necessary to propose this perspective to better understand the scope of the change in progress. The main authors (Kiviniemi, 2016) underline how the Architecture, Engineering, Construction, Owner, Operator (AECOO) sector has a notoriously conservative connotation and relies on innovation. However, since innovation is also driven by digital transformation in buildings and the socio-cultural environment in the sector is forced to change, process actors who do not adapt to the new scenario and its new operating models (business models) are to disappear, because they will be replaced by new operators with the characteristics suitable to meet the challenges imposed by ‘disruptive technologies’, similar to what happened in other industrial sectors. The attention of the sector has also focused on the life cycle and on new network projects, infrastructures,

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complessi. Con il concetto di Smart Cities infatti si combinano iniziative che implicano nuove tecnologie per fabbricare e utilizzare le città in cui i dati stanno diventando sempre di più asset di valore, accessibili come risorse distribuite piuttosto che software monolitici mediante qualsiasi tipo di apparato o applicazione. Anche i metodi di produzione si sono trasformati da metodi manuali ad alta intensità di lavoro (labor-intensive) ad automatizzati, stampabili 3D o robotizzati che, quindi hanno evidenziato il valore dei dati per la progettazione e la fabbricazione (data-driven). Considerando tutto ciò, si evidenzia che lo sviluppo di nuovi modelli operativi, procedure e contratti, come espressione di un consenso tra gli operatori del settore, hanno una parte determinante nel promuovere il cambiamento. Infatti, le tecnologie sempre più complesse richiedono un approccio per processi ed una collaborazione intensiva. Invece il sistema procedurale e contrattuale tradizionale basato sulla frammentazione dei servizi e delle forniture, e la continua selezione di fornitori diversi non incoraggia la collaborazione, vista come sinonimo di perdita di valore rispetto alla protezione della conoscenza aziendale. Questo aspetto è cosi critico che, tendenzialmente il mercato, specialmente nel settore aeroportuale e sanitario, si orienta verso modelli di servizi in cui il costo nel ciclo di vita e la funzionalità delle soluzioni è più rilevane del prezzo più basso offerto in sede di gara. Infatti, la normativa delle

buildings and complex services. In fact, with the concept of Smart Cities, initiatives involving new technologies are combined to manufacture and use cities in which data are increasingly becoming valuable assets, accessible as distributed resources rather than monolithic software through any type of apparatus or application. Also the production methods have been transformed from manual labor-intensive to automated, 3D printable or robotized methods which, therefore, have highlighted the value of data for design and manufacture (data-driven). Considering all this, it should be noted that the development of new operating models, procedures and contracts, as an expression of a consensus among operators in the sector, plays a decisive part in promoting change. In fact, increasingly complex technologies require a process approach and intensive collaboration. Instead the traditional procedural and contractual system based on the fragmentation of services and supplies, and the continuous selection of different suppliers does not encourage collaboration, seen as a synonym of loss of value with respect to the protection of company knowledge. This aspect is so critical that, tendentially the market, especially in the airport and health sector, is oriented towards service models in which the cost in the life cycle and the functionality of the solutions is more relevant than the lowest price offered during the tender. In fact, the legislation of public works in Italy provides

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opere pubbliche in Italia prevede che OE+V (Offerta Economicamente più Vantaggiosa) sia la modalità di scelta delle offerte da adottarsi per le opere complesse. Quelle opere in cui sarà anche necessario adottare il BIM, anche allo scopo di dimostrare e documentare preventivamente già in fase di offerta i vantaggi ottenibili con il progetto proposto.

that OE + V (Economically more advantageous offer) is the method of choosing the offers to be adopted for complex works. Those works in which it will also be necessary to adopt the BIM, also in order to demonstrate and document in advance already during the offer phase the advantages obtainable with the proposed project.

Collaborazione nel BIM Agevolare la collaborazione tra le parti interessate del progetto è uno dei risultati principali del BIM. Tuttavia la collaborazione è uno dei più multiformi e complessi fenomeni sociali. Alcuni autori del settore AECO (Forgues et al., 2016) nei loro studi evidenziano la concertazione e la negoziazione per allineare gli attori caratterizzati da differenti approcci sociali e mentali principalmente per condividere un problema e per trovare obiettivi comuni. Gli studi cercano anche di definire una tassonomia del grado di allineamento sugli obiettivi del progetto come misura della collaborazione (Forgues et al.,2016), oppure del grado di pro-attività nei processi (Macchi, 2012). Gli studi nell’ambito della Scienza del Progetto (Design Science) evidenziano che l’adozione BIM ha prodotto diversi approcci sia sul piano sociale che psicologico nel gruppo di progetto. Il modo in cui i partecipanti si allineano agli obiettivi comuni del progetto è critico al fine di assicurare una forte collaborazione nel BIM. Il concetto di allineamento risulta utile per valutare il livello di collaborazione (Forgues et al., 2016). Altra proposta

Collaboration within BIM Facilitating collaboration between the project’s stakeholders is one of the main achievements of BIM. However, collaboration is one of the most multiform and complex social phenomena. Some authors of the AECO sector (Forgues et al., 2016) in their studies highlight the concertation and negotiation to align the actors characterized by different social and mental approaches mainly to share a problem and to find common goals. The studies also seek to define a taxonomy of the degree of alignment on the objectives of the project as a measure of collaboration (Forgues et al., 2016), or of the degree of pro-activity in the processes (Macchi, 2012). Studies in the field of Project Science show that BIM production has produced different approaches both socially and psychologically in the project group. The way in which the participants align themselves with the common objectives of the project is critical in order to ensure a strong collaboration in the BIM. The concept of alignment is useful for evaluating the level of collaboration (Forgues et al., 2016). Another proposal

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pagina a fronte Visione sociotecnica delle metodologie BIMM da TxP_Research

è quella di definire una soglia di pro-attività partendo dalle metodologie per la gestione della qualità (SGQ – Sistemi di Gestione per la Qualità) che hanno anche il vantaggio di essere ampiamente diffuse nel settore (Macchi, 2013). La visione socio-tecnica del Building Information Modeling & Management Una alternativa alla visione classica delle organizzazioni di progetto è quella che la equipara a un sistema socio-tecnico. Il sistema sociale dell’organizzazione è visto interagire dinamicamente e in modo complesso con il sistema tecnico del progetto. Introdurre l’ interazione con il sistema sociale aggiunge al processo architettonico un’intera gamma di variabili altamente fluttuanti. La prospettiva sociale comprende il ruolo della cultura organizzativa nell’integrazione e valutazione dell’adeguatezza della tecnologia adottata, il ruolo degli utenti nell’assumerne la proprietà dei processi e nel migliorare continuamente le attività di progetto e l’uso della tecnologia stessa. Tale prospettiva comprende inoltre tutti gli altri fattori ambientali che integrano il contesto di sviluppo all’interno del sistema socio-tecnico in cui i partecipanti al progetto agiscono. La vera efficacia della selezione e della pianificazione dell’introduzione della tecnologia è diversamente evidenziata, per esempio nell’ambito dei progetti complessi come quelli ospedalieri, quando una tecnolo-

is to define a pro-activity threshold starting from quality management methods (QMS – Quality Management Systems) which also have the advantage of being widely used in the sector (Macchi, 2013). The socio-technical vision of Building Information Modeling & Management An alternative to the classic vision of project organizations is that which equates them to a socio-technical system. The social system of the organization is seen to interact dynamically and in a complex way with the technical system of the project. Introducing interaction with the social system adds a whole range of highly fluctuating variables to the architectural process. The social perspective includes the role of organizational culture in integrating and assessing the adequacy of the adopted technology, the role of users in taking ownership of processes and continuously improving project activities and the use of technology itself. This perspective also includes all the other environmental factors that integrate the development context within the socio-technical system in which the project participants act. The real effectiveness of the selection and planning of the introduction of the technology is differently highlighted, for example in the context of complex projects such as hospital, when a technology is seen in this broader and holistic context of organizational culture and other social considerations,

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gia viene vista in questo contesto più ampio ed olistico della cultura organizzativa e di altre considerazioni sociali, altre tecnologie che interagiscono con essa, variabilità nei bisogni dei pazienti e addestramento del personale e variazioni di pratica (Trist & Murray, 1990). Questa visione delle organizzazioni mette i sistemi tecnici nel contesto di un sistema sociale. Si è dimostrata molto efficace nello spiegare i problemi con i sistemi tecnici che sono spesso difficili da descrivere o risolvere usando la visione meccanicistica dell’organizzazione di progetto. Uno schema della visione Socio-tecnica è proposto nello schema ‘Visione socio-tecnica delle metodologie Building Information Modeling & Management (BIMM)’. Tale visione socio-tecnica del progetto si riferisce al contesto in cui la progettazione e il processo di sviluppo dell’aeroporto interagiscono con il processo di business e operati-

other technologies that interact with it, variability in patient needs and staff training and practice variations (Trist & Murray, 1990). This vision of organizations puts technical systems in the context of a social system. It has proven very effective in explaining problems with technical systems that are often difficult to describe or solve using the mechanistic view of the project organization. A scheme of Socio-technical vision is presented in the scheme ‘Socio-technical vision of Building Information Modeling & Management (BIMM) methodologies’. This socio-technical vision of the project refers to the context in which the design and development process of the airport interact with the current business and operational process. In this model, there is a constant need to manage dynamic situations that can not be predicted and predefined and that on-

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vo in corso. In questo modello, c’è una costante necessità di gestire situazioni dinamiche, che non possono essere previste e predefinite e che solo i decisori umani possono affrontare istantaneamente. I processi dinamici di interazione del sistema sociale con quello tecnico non sono prevedibili, essendo connotati dall’incertezza. Progettare e trattare con modelli a priori i sistemi socio-tecnici, che richiedono invece flessibilità ed un costante apprendimento e adeguamento con metodi tradizionali non risulta efficace. Per esempio promuovendo l’uso di Memorie Organizzative del Progetto in un tale contesto può creare invece un efficace collegamento tra l’organizzazione socio-tecnica del progetto e l’ambiente hardware dell’effettivo aeroporto/ cantiere, cercando di raggiungere gli obiettivi nella creazione del valore ed evitando gli sprechi (errori). Critiche Alcuni autori (Koskela, 2016) evidenziano il fatto che nell’affrontare il BIM si parli molto di collaborazione, ma che in realtà la questione venga sempre affrontata a livello astratto. È storicamente evidente che la collaborazione a questo livello sia generalmente considerata un elemento necessario per le costruzioni. Tuttavia approfondendo l’analisi si dovrebbe precisare meglio perché si parli di collaborazione nel BIM e di quale collaborazione vi sia necessità. La lette-

ly human decision-makers can deal with instantly. The dynamic processes of interaction of the social system with the technical one are not predictable, being characterized by uncertainty. Designing and dealing with a priori models of socio-technical systems, which require flexibility and constant learning and adaptation with traditional methods, is not effective. For example, by promoting the use of Organizational Memories of the Project in such a context it can instead create an effective link between the socio-technical organization of the project and the hardware environment of the actual airport / building site, trying to achieve the objectives in creating the value and avoiding waste (errors). Criticism Some authors (Koskela, 2016) highlight the fact that in dealing with BIM we talk a lot about collaboration, but that in reality the question is always dealt with on an abstract level. It is historically evident that collaboration at this level is generally considered a necessary element for constructions. However, deepening the analysis should be better clarified because we talk about collaboration in BIM and what collaboration is needed. The literature on the subject is not very broad and is based on a few authors, but the concept is actively discussed in the course of annual seminars that tend to give new conceptual interpretations,

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ratura sul tema non è molto ampia e fa capo a pochi autori, il concetto è però attivamente discusso nel corso di seminari annuali che tendono a dare nuove interpretazioni concettuali, metodologie ed alcune evidenze sperimentali o in casi studio. Altri autori (Sacks et al., 2016) evidenziano che gli ostacoli che tipicamente si riscontrano nella diffusione delle nuove tecnologie sono anche caratteristici dell’adozione del BIM (Ku & Taiebat, 2011). A supporto vengono citati dati da recenti analisi di mercato (H. M. Bernstein, Jones, & Russo, 2012): • il 72% delle società di progettazione statunitensi hanno adottato tali tecnologie ma si evidenzia che non si è raggiunto un uso adeguato, perché non è stato acquisito il livello di maturità BIM necessario; • non sono state mai fatte misurazioni sistematiche del livello di maturità BIM; • molti studi sono centrati sull’adozione della IT ed al loro impatto nelle costruzioni dagli anni 90 ad oggi, (Ahmad, Russell, & Abou-Zeid, 1995; Love & Irani, 2004; Rivard, 2000), ma pochissimi hanno iniziato ad affrontare sistematicamente dal punto di vista del processo e dei suoi effetti organizzativi (Macchi, 2013; Bosi, 2015) e nessuno nei suoi effetti sociali nei grandi progetti; • chi ha iniziato di recente a studiare questo punto di vista lo propone per ora in un contesto di relazioni di affari con carattere organizzativo, tecnologico e commerciale in grandi progetti BIM (Sacks et al., 2016).

methodologies and some experimental evidence or in case studies. Other authors (Sacks et al., 2016) show that the obstacles that are typically encountered in the diffusion of new technologies are also characteristic of the adoption of BIM (Ku & Taiebat, 2011). Data are supported by recent market analysis (H. M. Bernstein, Jones, & Russo, 2012): • 72% of US design firms have adopted these technologies but it is noted that adequate use has not been achieved, because the required BIM maturity level has not been acquired; • no systematic measurements of the BIM level of maturity have ever been made; • many studies are based on the adoption of IT and their impact on buildings from the 90s to today, (Ahmad, Russell, & AbouZeid, 1995; Love & Irani, 2004; Rivard, 2000), but very few have started to systematically tackle the process and its organizational effects (Macchi, 2013; Bosi, 2015) and none in its social effects in large projects; • those who have recently started to study this point of view propose it for now in a context of business relationships with an organizational, technological and commercial character in large BIM projects (Sacks et al., 2016). These critical points show the need for systematic studies in the socio-technical area to tackle the problem. In a nutshell, the aspects addressed by the research, to which the lat-

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pagina a fronte Abu Dhabi Airport, Airport structure detail Kohn Pedersen Fox Associates (under construction)

Queste criticità mostrano la necessità di studi sistematici in ambito socio-tecnico per affrontare il problema. In estrema sintesi gli aspetti affrontati dalla ricerca, a cui gli ultimi studi sul tema tentano di rispondere riguardano: • I cambiamenti sostanziali nei ruoli e comportamenti formali ed informali; • I cambiamenti strutturali non solo nell’organizzazione del progetto ma anche in quelle dei partecipanti. La ridefinizione dei ruoli determina una diversa distribuzione della creazione di valore nel progetto e quindi anche effetti sulla remunerazione della progettazione. Sul piano formale ruoli tradizionali legati all’uso delle tecnologie vengono segmentati e si articolano in funzione del ruolo nello sviluppo BIM. Sul piano informale le competenze reali non disgiunte dalla capacità di collaborare saranno determinanti per l’assunzione/permanenza nel ruolo. Ad esempio l’acquisizione di competenze gestionali supportate da metodologie sociali orientate ad esempio al team building, oppure al coaching potrebbero rivelarsi utili. Per quanto riguarda i cambiamenti strutturali dell’organizzazione di progetto che derivano dall’adozione del BIM la sfida riguarda le modalità di creazione di una squadra che operi in un ambiente collaborativo. La tecnologia offre nuovi metodi per collaborare, ma introduce altri aspetti riguardo alla efficienza delle relazio-

est studies on the topic attempt to answer concern: • Substantial changes in formal and informal roles and behavior; • Structural changes not only in the organization of the project but also in those of the participants. The redefinition of roles determines a different distribution of the value creation in the project and therefore also effects on the remuneration of the design. On a formal level, traditional roles related to the use of technologies are segmented and articulated according to their role in BIM development. On an informal level, real competences not separated from the ability to collaborate will be decisive for recruitment / permanence in the role. For example, the acquisition of management skills supported by social methodologies oriented for example to team building, or to coaching could prove useful. Regarding the structural changes of the project organization that derive from the adoption of BIM, the challenge regards how to create a team that works in a collaborative environment. Technology offers new ways to collaborate, but introduces other aspects about the efficiency of relationships in the project team (team). Defining in advance the methods that will be used to allow an adequate sharing of the model by the various members of the group is an important aspect, because it questions not only the organization of the

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ni nel gruppo di progetto (team). Definire in anticipo i metodi che verranno usati per consentire un’adeguata condivisione del modello da parte dei vari componenti del gruppo è un aspetto rilevante, perché appunto mette in discussione non solo l’organizzazione del progetto ma anche quella dei partecipanti. Facciamo qualche esempio: se un architetto usa metodi tradizionali e produce nella fase concettuale un modello di studio fisico, diciamo di cartoncino come usa fare un rinomato architetto come Frank Gehry, sarà necessario che la società di ingegneria, il costruttore o il produttore ad un certo punto dello sviluppo debba creare il modello BIM. Una volta reso disponibile il modello, potrà essere utilizzato per i vari livelli di sviluppo del progetto, la stima dei costi, la coordinazione, la fabbricazione dei componenti, la costruzione, ecc. Creare il modello dopo la concezione architettonica è possibile, ma aggiunge oneri al progetto in termini di tempi e costi, giustificabili dal fatto che esso verrà utilizzato anche dagli specialisti (impiantisti, strutturisti, produttori di componenti) e potrà essere posto a base contrattuale (per es. per l’appalto di costruzione). Invece nel caso che il modello sia generato dall’inizio, ma separatamente dai partecipanti utilizzando diversi strumenti, allora si porrà il problema di trasferire il modello da un ambiente all’altro, combinare e condividere le informazioni nell’ambiente comune (CDE). Questo aggiunge comples-

project but also that of the participants. Let’s take a few examples: if an architect uses traditional methods and produces in the conceptual phase a model of physical study, say carton how to make a renowned architect like Frank Gehry, it will be necessary that the engineering company, the manufacturer or the manufacturer to a certain development point should create the BIM model. Once the model is available, it can be used for the various levels of project development, cost estimation, coordination, component manufacturing, construction, etc. Creating the model after the architectural concept is possible, but adds to the project costs in terms of time and costs, justifiable by the fact that it will also be used by specialists (plant engineers, structuralists, component manufacturers) and can be placed on a contractual basis (eg. for the construction contract). Instead, in case the model is generated from the beginning, but separately from the participants using different tools, then the problem will arise of transferring the model from one environment to another, combining and sharing information in the common environment (CDE). This adds complexity to the design process and can generate errors. Interoperability can be achieved by adopting the open IFC data exchange standards or by the proprietary formats provided by the various software environments. Structural changes can concern aspects such as:

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sità al processo progettuale e può generare errori. L’interoperabilità può essere ottenuta con l’adozione degli standard aperti di scambio dati IFC oppure dai formati proprietari forniti dai vari ambienti software. I cambiamenti di processo possono riguardare aspetti come: • Introduzione dell’uso del BIM gradualmente, sfruttando l’occasione per riorientare e far crescere la cultura dell’organizzazione; • rimodulazione di progetto per tenere conto dell’implementazione BIM e la verifica degli obiettivi riguardo alla produzione; • estensione del BIM ad altri partecipanti intervenuti successivamente nello sviluppo per massimizzare il valore con un approccio collaborativo; • osservazione dei risultati iniziali per incrementare la curva di apprendimento del training sul BIM; • introduzione di forme di gratifica ai partecipanti per i risultati conseguiti; • introduzione di forme di gratifica ai ruoli chiave (BIM manager, ecc.); • cercare di introdurre il BIM in tutti gli aspetti dell’organizzazione, dai processi di sviluppo ai documenti contrattuali. Rischi L’uso di tecnologie BIM comporta l’adozione di nuove modalità organizzative ed in definitiva di una nuova cultura del progetto basata su diversi aspetti socio-culturali. Questa esigenza si confronta con due tipi di rischi:

• Introduction of the use of BIM gradually, taking advantage of the opportunity to re-orientate and grow the organization’s culture; • project remodulation to take into account the implementation of BIM and verification of production objectives; • extension of the BIM to other participants who subsequently intervened in the development to maximize the value with a collaborative approach; • observation of the initial results to increase the learning curve of the BIM training; • introduction of forms of bonus to the participants for the results achieved; • introduction of bonus forms to key roles (BIM manager, etc.); • try to introduce BIM in all aspects of the organization, from development processes to contractual documents. Risks The use of BIM technologies involves the adoption of new organizational methods and ultimately a new culture of the project based on different socio-cultural aspects. This requirement is confronted with two types of risks: • Inadequate education and training; • Absence of some of the participants at the beginning of the project. The first risk means that the training costs are too high and the learning curve is slowed down. Implementing new technologies in the organization of the project is expensive,

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pagina a fronte Suvarnabhumi Intl Airport, Airport under construction JAHN Architects (2007)

• Educazione e formazione inadeguata; • Assenza di alcuni dei partecipanti all’inizio del progetto. Il primo rischio fa sì che i costi di formazione siano troppo alti e la curva di apprendimento rallentata. Implementare le nuove tecnologie nell’organizzazione del progetto è costoso, soprattutto in termini di formazione e cambiamento dell’approccio di lavoro nei processi. Infatti, osservando il flusso di cassa tipico di un progetto BIM si può notare che, all’inizio gli investimenti nell’acquisto del software sono superati da quelli necessari per formare il personale e dalle perdite in produttività dovute all’inesperienza sulle nuove procedure. Infatti la maggior parte dei fornitori dei servizi di progettazione non sono disponibili a fare questi investimenti se non è chiaro quale beneficio ne potranno trarre sul lungo termine e se il committente finanzi tali costi (Eastman et al., 2008). Il secondo rischio riguarda il fatto che per avviare un progetto BIM tutti i partecipanti debbono essere a bordo del progetto sin dall’inizio. Questa condizione è difficile da ottenere oltreché per i citati limiti normativi posti in Europa, anche per la difficoltà ad avere la necessaria volontà dei partecipanti al coinvolgimento, che viene considerato una perdita di tempo e quindi mero costo nelle fasi che non siano di specifica competenza. Una soluzione può essere l’inserimento di una parte terza, con funzione suppletiva

especially in terms of training and change of the work approach in the processes. In fact, observing the cash flow typical of a BIM project, it can be seen that, at the beginning, investments in the purchase of software are exceeded by those needed to train staff and productivity losses due to inexperience on new procedures. In fact, most of the providers of design services are not available to make these investments if it is not clear what benefit they will be able to draw on the long term and whether the client will finance these costs (Eastman et al., 2008). The second risk concerns the fact that to start a BIM project all the participants have to be on board the project from the beginning. This condition is difficult to obtain as well as for the aforementioned regulatory limits placed in Europe, also because of the difficulty in having the necessary will of the participants in the involvement, which is considered a waste of time and therefore a mere cost in the phases that are not of specific competence. A solution can be the insertion of a third party, with a supplementary function that deals with the re-creation of the information of the non-participating parties and the management of the model in a given phase. As the model progresses, the third party can identify among the participants the capacity to model and transfer to them the role in the development process. For example, a contracting authority could

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Stuttgart Airport, Departure Hall GMP Architeckten (1998)

che si occupi della ricreazione delle informazioni delle parti non partecipanti e della gestione del modello in una data fase. Con il progredire del modello la parte terza può identificare tra i partecipanti quale abbia la capacità di modeling e trasferire ad essi il ruolo nel processo di sviluppo. Ad esempio una stazione appaltante potrebbe semplicemente supportare finanziariamente lo sforzo di creazione del BIM, ma non parteciparvi operativamente. In conclusione la tecnologia è matura per essere gestita a livello di singola disciplina o attore, ma non ancora per gestire completamente la progettazione integrata. La

simply financially support the BIM creation effort, but not participate in it. In conclusion, the technology is mature to be managed at the level of a single discipline or actor, but not yet to fully manage integrated planning. The part of the technical requirements to integrate various disciplines in the model is very advanced compared to about ten years ago, but the operational integration requires other types of integration, social and organizational, which still require many efforts to be implemented. In complex projects where objectives and components increase together with the performances re-

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parte dei requisiti tecnici per integrare varie discipline nel modello è molto avanzata rispetto ad una decina di anni fa, ma l’integrazione operativa richiede altri tipi di integrazione, sociale ed organizzativa, che necessitano ancora di molti sforzi per essere attuati. Nei progetti complessi dove gli obiettivi ed i componenti aumentano insieme alle prestazioni richieste al prodotto finale. Di conseguenza molti progettisti scelgono di usare gli strumenti di revisione del modello per supportare l’integrazione dei compiti, come il coordinamento, la programmazione temporale, e la simulazione delle attività. Key Points Il capitolo quarto ha discusso l’importanza di introdurre una visione socio-tecnica nell’organizzazione del BIM riguardo a: • Le motivazioni dell’approccio sociale; • La realizzazione della collaborazione. Inoltre sono stati evidenziate le principali critiche e rischi di un approccio ampliato agli aspetti sociali per quanto riguarda: • Gli aspetti sostanziali e di contenuto: domande di ricerca, metodologie, contraddizioni da risolvere; • Gli aspetti strutturali ed organizzativi: priorità alla efficienza del progetto nel ciclo di servizio, affermazione del principio OE+V.

quired for the final product. As a result, many designers choose to use model review tools to support task integration, such as coordination, time scheduling, and task simulation. Key Points The fourth chapter discussed the importance of introducing a socio-technical vision in the organization of BIM regarding: • The motivations of the social approach; • The realization of the collaboration. Furthermore, the main criticisms and risks of an extended approach to social aspects were highlighted with regard to: • Substantial and content aspects: research questions, methodologies, contradictions to be solved; • Structural and organizational aspects: priority to the efficiency of the project in the service cycle, affirmation of the OE + V principle.

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dalla modellazione alla fabbricazione from modeling to fabrication

Maria Antonietta Esposito

Università degli Studi di Firenze

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Oslo Gardermoen Airport, Airside Nordic Office of Architecture (2017)

Sintesi Il quinto capitolo presenta le prospettive di ridare continuità al processo di progettazione e fabbricazione introdotte dalla digitalizzazione. Come indicato nel capitolo secondo la fabbricazione rientra in uno degli usi del BIM. Tuttavia abbiamo visto che i modelli del progettista architettonico e del fabbricante hanno caratteristiche diverse. Su questo aspetto agisce il grado di collaborazione del progetto (v. capitolo ‘BIM e implicazioni socio-tecniche’), il livello maturità e quindi di definizione del BIM, e la possibilità di integrare i dati del fabbricante durante il ciclo di sviluppo.

Synthesis The fifth chapter presents the prospects of restoring continuity to the design and manufacturing process introduced by digitization. As indicated in the chapter according to manufacture, it is one of the uses of BIM. However we have seen that the models of the architectural designer and the manufacturer have different characteristics. The degree of collaboration of the project (see chapter 4, ‘BIM and Socio-Technical implication — BIM and Social Sciences’), the maturity level and therefore the definition of the BIM, and the possibility of integrating the manufacturer’s data during the development cycle act on this aspect.

Obiettivi di apprendimento Con la lettura di questo capitolo il lettore avrà: • Comprensione della relazione tra modellazione, sviluppo del progetto e costruzione; • Visione del modello di processo della progettazione BIM; • Conoscenza delle caratteristiche del modello che è necessario integrare per la fabbricazione, di cui in particolare: • Livello collaborativo richiesto per la fabbricazione digitale;

Learning objectives By reading this chapter the reader will have: • Understanding the relationship between modeling, project development and construction; • View of the BIM design process model; • Knowledge of the characteristics of the model that must be integrated for manufacturing, in particular: • Collaborative level required for digital fabrication;

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• Livello di Definizione necessario (LOD). • Visione delle prospettive di personalizzazione industriale (mass customization) nel progetto di architettura; • Accenno delle modalità di fabbricazione 3D per i progetti BIM; • Un esempio didattico-sperimentale (#Airport Architecture Technology).

• Required Level of Definition (LOD). • Vision of the perspectives of industrial customization (mass customization) in the architectural project; • Hint of 3D manufacturing methods for BIM projects; • An educational — experimental example (#Airport Architecture Technology).

Materializzare l’idea per generare valore con il BIM Esiste un forte parallelo tra la produzione industriale, la progettazione e la costruzione di edifici con il BIM: gli edifici sono prodotti che possono essere assimilati a prototipi, derivanti da un processo di progettazione unico e da un processo di produzione in loco (Howell & Ballard, 1994; Ballard 2000). Ciò determina una relazione inequivocabile tra sviluppo del progetto, processo progettuale e costruzione: il processo architettonico materializza il concept per raggiungere gli obiettivi prefissati, e di conseguenza la definizione di valore stabilita all’incipit del processo. La progettazione e la sua gestione sono tradizionalmente organizzate in una serie di attività a cascata, connesse in un’unica sequenza che definisce questa fase del processo edilizio. Errori, rielaborazioni e attività fuori programma nella progettazione minano l’efficienza complessiva del processo; la maggior parte di queste inefficienze sono causate da incertezze legate a fattori intrinseci

Materialize the idea to generate value with BIM There is a strong parallel between industrial production, design and construction of buildings with BIM: buildings are products that can be likened to prototypes, resulting from a unique design process and an on-site production process (Howell & Ballard, 1994; Ballard 2000). This leads to an unequivocal relationship between project development, design process and construction: the architectural process materializes the concept to achieve the set objectives, and consequently the definition of value established at the beginning of the process. The design and its management are traditionally organized in a series of cascade activities, connected in a single sequence that defines this phase of the building process. Errors, re-elaborations and unscheduled activities in the design undermine the overall efficiency of the process; most of these inefficiencies are caused by uncertainties related to intrinsic or extrinsic factors. Fundamentally, traditional de-

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o estrinseci. Fondamentalmente, la progettazione tradizionale è dominata dall’improvvisazione e dal caos, con i suoi collegamenti, decisioni incoerenti e scadenze ravvicinate (Koskela et al., 1997); le pratiche attuali sono influenzate da difetti generati dalla non corretta comprensione dello schema dei processi di Gestione del Progetto (v. capitolo ‘Gestione del Progetto’). Il Processo di Progetto ha il suo principio nella definizione di Valore. Il significato specifico di Valore — che in astratto non può essere lo stesso per due diversi progetti — è sviluppato e arricchito durante lo sviluppo del progetto e il ciclo di vita del progetto. Il valore è generato dal progetto, essendo una ‘struttura nel tempo e nello spazio’ il cui ordine aumenta costantemente (Bertelsen, 2003). La creazione di informazioni di progetto coerenti è una forma di generazione di valore (Ballard, 2000a): gli input vengono trasformati in output in ‘stazioni’ di elaborazione delle informazioni che non sono coincidenti con singole fasi, bensì che possono alimentare varie fasi e dimensioni del progetto. I requisiti vengono trasformati in concetti di design, idee e documenti di progettazione. Ognuna di queste stazioni di elaborazione utilizza una parte delle metodologie dell’organizzazione e dei sistemi tecnologici disponibili, esattamente come in una catena produttiva. Il processo architettonico non può però essere trattato allo stesso modo di una produzione industriale perché agisce in un contesto sempre variabile. Tuttavia l’integrazione

sign is dominated by improvisation and chaos, with its links, inconsistent decisions and tight deadlines (Koskela et al., 1997); current practices are influenced by faults generated by incorrect understanding of the project management processes (see chapter 1, ‘ Project Design Process Management’). The Project Process has its principle in defining Value. The specific meaning of Value — which in the abstract can not be the same for two different projects — is developed and enriched during project development and project life cycle. The value is generated by the project, being a ‘structure in time and space’ whose order is constantly increasing (Bertelsen, 2003). The creation of coherent project information is a form of value generation (Ballard, 2000a): the inputs are transformed into outputs in ‘stations’ of information processing that do not coincide with single phases, but that can feed various phases and dimensions of the project. Requirements are transformed into design concepts, ideas and design documents. Each of these processing stations uses a part of the methodologies of the organization and of the technological systems available, just like in a production chain. However, the architectural process can not be treated in the same way as an industrial production because it acts in an always variable context. However, the integration of standardization into the processes and products implicit in this specific field can lead to a better quality of the built. The project as an idea of a ‘single entity’ must be left to the

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della standardizzazione nei processi e nei prodotti impliciti in tale ambito specifico, può portare a una migliore qualità del costruito. Il progetto come idea di ‘entità unica’ deve essere lasciato al passato, gestendo la variabilità con il diverso obiettivo di una ottimizzazione dinamica della progettazione. L’integrazione di metodologie derivate dalla produzione industriale come il BIMM può potenzialmente affrontare i difetti delle pratiche comuni, utilizzando un approccio top-down del processo e aumentando la progettazione concorrente e collaborativa (Aapoja & Haapasalo, 2014). Per raggiungere l’obiettivo di generare valore con il progetto, tutti gli aspetti della produzione, della commercializzazione, delle questioni tecniche, dell’organizzazione del progetto e delle dinamiche sociali del progetto dovrebbero essere gestiti contemporaneamente: quando il team di progettazione ha un buon grado di integrazione e i partecipanti al progetto si fidano l’un l’altro nel perseguire obiettivi comuni e condivisi, le metodologie e gli strumenti snelli possono esprimere al meglio il loro potere di trasformazione nel processo di progettazione. In questo contesto, il BIM si configura come attuatore delle metodologie Lean e può funzionare come BIMM. Modelli per la fabbricazione Nei capitoli precedenti abbiamo visto le caratteristiche principali dei modelli BIM, introducendo una distinzione in base agli

past, managing the variability with the different objective of a dynamic optimization of the design. The integration of methodologies derived from industrial production such as BIMM can potentially tackle the defects of common practices, using a top-down process approach and increasing concurrent and collaborative design (Aapoja & Haapasalo, 2014). To achieve the goal of generating value with the project, all aspects of production, trade, technical issues, project organization and the social dynamics of the project should be managed simultaneously: when the design team has a good degree Integration and project participants trust each other to pursue common and shared goals, lean methodologies and tools can best express their transformational power in the design process. In this context, the BIM is configured as an implementer of the Lean methodologies and can function as BIMM. Fabrication models In the previous chapters we have seen the main features of the BIM models, introducing a distinction according to the uses (see chapter 2, ‘BIM Execution Plan in Aviation’). Among the uses of BIM, manufacturing is also intended as an architectural construction and as a production of systems and components. We have also said that the models of the architect and the builder / manufacturer have the same objectives, therefore not even the same

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usi (v. capitolo ‘Il piano di esecuzione del BIM negli aeroporti’). Tra gli usi del BIM è collocata anche la fabbricazione sia intesa come costruzione dell’architettura sia come produzione di sistemi e componenti. Abbiamo anche detto che i modelli dell’architetto e del costruttore/produttore con hanno gli stessi obiettivi quindi neanche le stesse caratteristiche. In sostanza sono specificati diversamente in funzione appunto degli obiettivi dei modelli. Nel caso del modello architettonico la funzione principale è quella di definirlo geometricamente e sul piano prestazionale. Nel caso del modello del produttore gli obiettivi riguardano la realizzazione ed il montaggio. Per esempio se consideriamo i dati immessi nel modello che si riferiscono alle misure si ha una evidente differenza nel fatto che il produttore quando sceglie la scala di notazione ISO (mm piuttosto che cm) inserisce anche le misure relative alle tolleranze caratteristiche della tecnologia realizzativa, necessarie sia per la fabbricazione (per esempio per preparare degli stampi) sia per il successivo montaggio. Infatti anche gli standard di riferimento per simboli e notazioni sono essere differenti per il disegno edile-architettonico e per il disegno meccanico del produttore. Questo è solo un esempio riguardante gli attributi che specificano il modello nell’uno o nell’altro uso. Gli attributi sono tanto più articolati e specificati quanto più il livello di maturità del BIM è avanzato. Il concetto di ma-

characteristics. Basically they are specified differently depending precisely on the objectives of the models. In the case of the architectural model, the main function is to define the model geometrically and on a performance level. In the case of the model of the manufacturer, the objectives concern the construction and assembly. For example, if we consider the data entered in the model referring to the measurements there is a clear difference in the fact that the producer when he chooses the ISO notation scale (mm rather than cm) also inserts the measurements relative to the tolerances characteristic of the realization technology, necessary both for manufacturing (for example for preparing molds) and for subsequent assembly. In fact, even the reference standards for symbols and notations are different for the building-architectural design and for the mechanical design of the manufacturer. This is just an example concerning the attributes that specify the model in one or the other use. The attributes are all the more articulated and specified as the level of maturity of the BIM (BIM maturity) is advanced. The concept of maturity is inherent in the level of definition of the model (see also chapter 2, ‘BIM Execution Plan in Aviation’). Let’s see in detail the differences between the various levels indicated for example by the US BIM-Forum: • LOD100, The elements of the model with this level of development can be represented generically by a symbol, not nec-

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turità è inerente al livello di definizione del modello (v. capitolo ‘Il piano di esecuzione del BIM negli aeroporti’). Vediamo in dettaglio le differenze tra il vari livelli indicata ad esempio dal BIM-Forum statunitense: • LOD100, Gli elementi del modello con questo livello di sviluppo possono essere rappresentati genericamente da un simbolo, non necessariamente fedele per forma, estensione o localizzazione. Sono una approssimazione indicativa, solamente grafica. • LOD200, Gli elementi del modello con questo livello di sviluppo rappresentano sistemi generici approssimandone forma, dimensioni e localizzazione, con la possibilità di comportarsi da link verso documenti loro allegati. • LOD300, Gli elementi del modello con questo livello di sviluppo sono definiti per forma, quantità, dimensione e posizione, mantenendo la possibilità di comportarsi da link verso documenti loro allegati. • LOD350, Gli elementi del modello con questo livello di sviluppo si differenziano dal precedente LOD350 per la possibilità di integrare anche parametri di relazione con altri insiemi di elementi presenti nel progetto; in tal modo, distanze reciproche, lunghezza di tracciati o componenti, vincoli e rispetti possono essere quantificati direttamente dal modello, senza riferirsi a documenti specifici.

essarily faithful to form, extension or location. They are an indicative approximation, only graphics. • LOD200, The elements of the model with this level of development represent generic systems approximating their shape, size and location, with the possibility of behaving as links to documents attached to them. • LOD300, The elements of the model with this level of development are defined by form, quantity, size and position, maintaining the possibility of behaving as links to documents attached to them. • LOD350, The elements of the model with this level of development differ from the previous LOD350 for the possibility to integrate also parameters of relationship with other sets of elements present in the project; in this way, reciprocal distances, length of paths or components, constraints and respects can be quantified directly from the model, without referring to specific documents. • LOD400, The elements of the model with this level of development include data on the shape, quantity, size, position, assembly details, installation instructions and manufacturing characteristics. • LOD500, The elements of the model with this level of development have been verified on site, confirming the data on form, quantity, size and position.

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• LOD400, Gli elementi del modello con questo livello di sviluppo includono dati sulla forma, quantità, dimensione, posizione, dettagli di assemblaggio, istruzioni di posa e caratteristiche di fabbricazione. • LOD500, Gli elementi del modello con questo livello di sviluppo sono stati verificati in opera, confermandone i dati su forma, quantità, dimensione e posizione. Per la produzione il modello deve raggiungere il LOD 400 (ref. IT: UNI 11337-4) ossia includere anche dettagli di assemblaggio, istruzioni di posa e caratteristiche di fabbricazione. In Italia i livelli verranno denominati con latere da A alla G, la classe G però sarà una peculiarità italiana essendo dedicata al restauro. Tuttavia per la fabbricazione non è sufficiente raggiungere un livello di definizione generico ma esso va specificato nel settore di produzione. La manualistica internazionale individua a tale scopo il concetto di classe di fabbricazione e definisce per le varie classi i suoi specifici requisiti. Possiamo scegliere alcuni esempio significativi nell’ambito dell’architettura: • acciaio strutturale; • prefabbricati in cemento; • fabbricazione a piè d’opera in cemento; • impianti meccanici, elettrici ed idraulici (MEP). Nel caso dell’acciaio strutturale, classe che comprende sia le strutture vere e proprie sia le sottostrutture dell’involucro e degli altri si-

For the production the model must reach the LOD 400 (ref IT: UNI 11337-4) that is to include also assembly details, installation instructions and manufacturing features. In Italy the levels will be named with latere from A to G, but class G will be an Italian peculiarity being dedicated to restoration. However, for manufacturing it is not sufficient to reach a generic definition level but it must be specified in the specific sector of production. For this purpose, international manuals identify the concept of manufacturing class and define its specific requirements for the various classes. We can choose some significant examples in the field of architecture: • structural steel; • prefabricated concrete; • manufacture in concrete; • mechanical, electrical and plumbing systems (MEP — Mechanical, Electrical, Plumbing). In the case of structural steel, a class that includes both the actual structures and the substructures of the envelope and of the other internal systems. For metal constructions it is not enough to create a 3D model, but it is necessary to indicate the structural characteristics according to the structural modeling and to insert the data related to transport, assembly, junction, and storage, etc. For example, with regard to assembly, the model could also contain automatic rules for selecting the joining modes, selected paramet-

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Comparazione internazionale tra in LOD nel BIM da MIT, Ottobre 2017

pagina a fronte Nikki Moreaux, dettaglio 3D in acciaio

stemi interni. Per le costruzioni metalliche non è sufficiente creare un modello 3D, ma è necessario indicare le caratteristiche strutturali in accordo con la modellazione strutturale ed inserire i dati relativi a trasporto, modalità di montaggio, giunzione, e stoccaggio, ecc. Ad esempio riguardo al montaggio il modello potrebbe contenere anche regole automatiche di selezione delle modalità di giunzione, selezionate parametricamente in base alla condizioni specifiche. Il modello strutturale potrebbe essere esportato nell’ambiente di calcolo specialistico delle strutture e reimportato per supportare auto-verifiche durante lo sviluppo. Il modello può produrre direttamente indicazioni di fabbricazione per macchinari meccatronici Computer Numerical Control (CNC) come linee di ta-

rically according to the specific conditions. The structural model could be exported to the specialist calculation environment of the structures and re-imported to support self-assessments during development. The model can directly produce manufacturing indications for Computer Numerical Control (CNC) mechatronic machines such as cutting or drilling lines, welding or bolting points of the elements. Another example may be in the case of models for prefabricated reinforced concrete components which are more complex as they contain parts such as the iron reinforcements drowned in the element which must be positioned with irreversible operations. Moreover, the possibility of modeling the cement in the most varied ways makes the variability of the form

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glio o foratura, punti di saldatura o imbullonatura degli elementi. Un altro esempio può essere nell’ambito dei modelli per i componenti in cemento armato prefabbricati che si presentano più complessi in quanto contengono parti come le armature in ferro affogate nell’elemento che devono essere posizionate con operazioni irreversibili. Inoltre la possibilità di modellare il cemento nei modi più vari rende la variabilità della forma spesso estremamente complessa da modellare. Inoltre il modello di fabbricazione per il cemento armato deve tenere conto dei ritiri ed eventuali possibilità di cretto dell’elemento in determinati punti. Inoltre devono essere previsti i punti di aggancio per la sformatura dal cassero dell’elemento. Inoltre l’elemento finito potrebbe subire modifiche dimensionali per sottrazio-

often extremely complex to be modeled. In addition, the manufacturing model for reinforced concrete must take into account withdrawals and any possibility for the element to be stuck at certain points. Furthermore, the coupling points for the release from the form-work of the element must be provided. Moreover, the finished element could undergo dimensional changes due to subtraction of material for finishing operations; or increases determined by stone finishes or bricks. On a structural level, not all tests can be virtual: tests of concrete elements are very important for quality and can not be replaced by BIM analysis. On the other hand, for the concrete parts cast in situ, the model must contain the time data for maturation and disarming. The faces of the elements can not be precisely de-

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ni di materiale per le operazioni di finitura; oppure aumenti determinati da finiture lapidee o laterizie. Sul piano strutturale non tutte le verifiche possono essere virtuali: i test degli elementi in calcestruzzo sono molto importanti per la qualità e la sicurezza e non possono essere sostituiti da analisi BIM. Invece per le parti in calcestruzzo gettato in opera il modello dovrà contenere i dati temporali per la maturazione e disarmo. Le facce degli elementi non possono essere delimitate in modo preciso per cui il modello definisce gli elementi non solo geometricamente, ma in base al previsto avanzamento della lavorazione. In ogni caso la geometria degli elementi gettati in opera come le cupole a volte sottili, rampe o altro deve essere attentamente controllata nel modello per evitare di trasferire gli errori in fase di lavorazione. Le tecnologie di involucro leggero infine prevedono l’uso di acciaio, alluminio, legno, rame, vetro, materiali tessili compositi (Jahn Architects), ecc. I sistemi d’involucro vengono attaccati alle strutture mediante montanti e traversi che portano gli elementi in vetro. Le soluzioni più innovative negli aeroporti, sono extra-leggere ed utilizzano stralli d’acciaio e vetro strutturale (Jahn Architects) o solo vetro strutturale e ragni in alluminio stampato (Foster + Partners). I dettagli esecutivi devono in questi casi essere dettagliatamente modellati per essere prodotti specificatamente per la commes-

limited so that the model delimits the elements not only geometrically, but according to the expected progress of the machining. In any case, the geometry of the elements cast in place as the sometimes thin domes, ramps or other must be carefully checked in the model to avoid transferring errors during processing. Finally, the light envelope technologies provide for the use of steel, aluminum, wood, copper, glass, composite textile materials (Jahn Architects), etc. The casing systems are attached to the structures by means of uprights and crosspieces which carry the glass elements. The most innovative solutions at airports, they are extra-light and use stralli of steel and structural glass (Jahn Architects) or just structural glass and spiders in molded aluminum (Foster + Partners). In this case, the execution details must be modeled in detail to be produced specifically for the job, even though, given the size of the airport projects, in huge quantities. The investment in parametric modeling for fabrication and assembly is advantageous not only in terms of quantity, but also in the elimination of errors and contraction of the time required to limit the construction site. This last aspect is a priority in airport projects where the use of BIM is also for this reason very advanced. A recent example is provided by Gatwick Airport, completely modeled and operated in operation with BIM. The airport has already renovated the North Ter-

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sa sebbene, data la dimensione dei progetti aeroportuali, in enormi quantità. L’investimento nella modellazione parametrica per la fabbricazione e montaggio è vantaggiosa non solo dalla quantità, ma anche dalla eliminazione degli errori e contrazione della tempistica utile per limitare la cantierizzazione. Questo ultimo aspetto è prioritario nei progetti aeroportuali dove l’uso del BIM è anche per tale motivo molto avanzata. Un esempio recente è fornito dall’aeroporto di Gatwick, completamente modellato e gestito in operation con il BIM. L’aeroporto ha già ristrutturato il Terminal Nord, ricostruito e aperto il molo 1 ed investito 80 milioni di sterline nel molo 5. Inoltre ha in programma di investire altri 350 milioni di sterline nei prossimi cinque anni (entro il 2022), la redditività dell’investimento è data da un progetto ottimizzato e perfettamente rispondente agli obiettivi fissati nella prima fase. Qui si è visto come per ogni tecnologia costruttiva in definitiva il mercato offre ai produttori software specifici di modellazione per la fabbricazione inter-operabili con il modello architettonico-strutturale. Avendo possibilità di collaborare dall’inizio del progetto si è raggiunta il massimo risultato con il BIM. In conclusione per l’adozione del BIM nella fabbricazione è necessaria una strategia di gestione adeguata, oltre agli aspetti legati alla tecnologia software, è determinante la formazione del gruppo di progettazione ed il livello di collaborazione raggiunto perché questi aspetti hanno un impatto sul processi

minal, rebuilt and opened pier 1 and invested £ 80 million in Pier 5. It also plans to invest an additional £ 350 million over the next five years (by 2022), given its profitability of the investment given by an optimized project that perfectly complies with the objectives set in the first phase. Here we have seen how for each building technology, the market offers manufacturers specific modeling software for manufacturing that is inter-operable with the architectural-structural model. Having the possibility to collaborate from the beginning of the project the maximum result was reached with the BIM. In conclusion, for the adoption of BIM in manufacturing, an adequate management strategy is necessary, in addition to the aspects related to software technology, the formation of the design team and the level of collaboration reached is decisive because these aspects have an impact on the work processes. and on people (see social aspects, chapter 4, ‘BIM and Socio-Technical implication — BIM and Social Sciences’). The sophisticated BIM technology, like previously said impact on all aspects of the organization also of the producers and their supply chain. It also impacts on after-sales assistance, during the use phase and in the system and component maintenance cycle, which can be concretely defined and managed by the manufacturer. Manufacturing with BIM does not only involve the automation of existing production processes, but above all the reconfiguration of work processes. BIM on the one hand

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di lavoro e sulle persone (v. capitolo ‘BIM e implicazioni socio-tecniche’). La sofisticata tecnologia BIM, come detto in precedenza impatta su tutti gli aspetti dell’organizzazione anche dei produttori e della loro catena di fornitura. Essa influisce anche sulla assistenza post vendita, nella fase di utilizzo e nel ciclo della manutenzione di sistemi e componenti, che può essere concretamente definito e gestito dal produttore. La fabbricazione con il BIM non comporta solamente automazione dei processi produttivi esistenti, ma soprattutto la riconfigurazione dei processi di lavoro. Il BIM aumenta da un lato la produttività nella fase di ingegnerizzazione del prodotto, ma induce anche ad un adeguamento aziendale per sostenere il conseguente aumento di vendite. Altrimenti alla fine il risultato non sarà una crescita complessiva, ma una semplice riduzione del personale necessario a produrla. Questo aspetto apparentemente vantaggioso, nei fatti potrebbe diventare uno elemento critico creando un clima sociale negativo e quindi non collaborativo, inadatto a recepire correttamente l’innovazione e il cambiamento in azienda (Eastman et al., 2008). Personalizzazione industriale: che cos’è? Il concetto personalizzazione industriale riguarda la produzione di massa, ma a differenza della visione tradizionale propone la possibilità di adattare il prodotto indu-

increases productivity in the product engineering phase, but also leads to a company adjustment to support the consequent increase in sales. Otherwise the result will not be an overall growth, but a simple reduction of the personnel necessary to produce it. This apparently advantageous aspect, in fact, could become a critical element creating a negative and therefore not collaborative social climate, unsuitable for correctly incorporating innovation and change in the company (Eastman et al., 2008). Industrial mass customization: what is it? The concept of industrial customization concerns mass production, but unlike traditional vision, it offers the possibility of adapting the industrial product to the specific needs of the end user through variations. So mass production becomes rather a mass personalization. In the manufacturing industry, the issue has emerged for a couple of decades with the introduction of programmable electronic machinery in the production processes and delocalized supply chains: Dell computers were produced by various suppliers and assembled according to customer requirements that could define the performance to be obtained and have a totally customized machine. Similarly, the new Mini by BMW, pushing the concept of choice of the automotive accessory, presents a series of aspects both of design and also customizable technicians (Piroozfar &

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striale alle specifiche esigenze dell’utilizzatore finale attraverso varianti. Quindi la produzione di massa diviene piuttosto una personalizzazione di massa. Nell’industria manifatturiera il tema è emerso già da un paio di decenni con l’introduzione di macchinari elettronici programmabili nei processi produttivi e delle catene di fornitura delocalizzate: i computer Dell furono prodotti da vari fornitori ed assemblati in base ai requisiti del cliente che poteva definire le prestazioni da ottenere ed avere una macchina totalmente personalizzata. Analogamente la nuova Mini della BMW, spingendo il concetto di scelta dell’accessorio automobilistico, presenta una serie di aspetti sia di design che anche tecnici personalizzabili (Piroozfar & Piller, 2013). Il termine coniato già nel 1987 da Davis, successivamente meglio definito da Tseng e Jiao (2001) come corrispondente ‘a tecnologie e sistemi per realizzare prodotti e servizi che rispondano a specifici clienti’. Nelle accezione più adatta alle costruzioni si definisce come un approccio atto a sviluppare, produrre, vendere e consegnare, prodotti e servizi a basso costo ma sufficientemente variati e personalizzati da avvicinarsi di più alle esigenze degli utenti finali (Pine, 1993). Di fatto a prescindere dal settore industriale ci si è resi conto che la creazione di valore del prodotto risiede soprattutto nella domanda da parte del singolo consumatore. In concetto della standardizzazione come unificazione del prodotto ‘taglia unica’, già tramontata nell’edilizia degli anni 80, scompare de-

Piller, 2013). The term coined in 1987 by Davis, subsequently better defined by Tseng and Jiao (2001) as corresponding ‘to technologies and systems to create products and services that respond to specific customers’. In the most suitable sense for constructions, it is defined as an approach to develop, produce, sell and deliver low-cost, but sufficiently varied and customized products and services that are closer to the needs of end users (Pine, 1993). In fact, regardless of the industrial sector, it has been realized that the creation of value of the product lies above all in the demand of the individual consumer. In the concept of standardization as a unification of the ‘one-sizefits-all’ product, already set in construction in the 80s, it definitively disappears, leaving the field to new product strategies aimed at new circular economy issues even if in market niches not yet appealing for the industrial production of classical mass. We have come to the idea that the project can be produced on the basis of a personalized and low cost digital model, relocated in proximity to the consumer and without the need for economies of scale in the new factory based on the digital flow of information. The concept has highlighted these potentials precisely with the digitalization of the design models that have transformed the manufacturing flow into a production tool itself. You do not need multiple tools, but a single tool driven by diversified or completely different models.

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finitivamente lasciando il campo a strategie di prodotto mirato sulle nuove istanze dell’economia circolare anche se in nicchie di mercato non ancora appetibili per la produzione industriale di massa classica. Si è arrivati all’idea che il progetto possa essere prodotto sulla base di un modello digitale personalizzato ed a basso costo, rilocalizzato in prossimità del consumatore e senza bisogno di economie di scala nella nuova fabbrica basata sul flusso digitale delle informazioni. Il concetto ha evidenziato queste potenzialità proprio con la digitalizzazione del modelli progettuali che hanno trasformato il flusso manifatturiero in strumento stesso di produzione. Non occorrono molteplici strumenti, ma un unico strumento guidato da modelli diversificati o completamente diversi. In letteratura troviamo già molti esempi come quello inglese del sistema Portakabin della Yorkton, che produce unità abitative industrializzate personalizzate includendo una vasta gamma di paramenti lapidei locali per la facciata, varie tipologie di pannelli leggeri per l’involucro, coperture con varie morfologie (piane, a falde, ecc.) e tecnologie, ecc. In ogni caso le unità abitative anche con tutti gli optional costano meno di una costruzione tradizionale. Possiamo osservare in pratica questa evoluzione con la stampa 3D. La stessa stampante 3D può produrre oggetti totalmente diversi, con materiali disparati. Il prodotto

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è un semplicemente un modello diverso realizzato con un flusso informativo adattato al caso. Gli studi e la sperimentazione sui vari materiali dell’architettura sta verificando le potenzialità della fabbricazione digitale, per esempio sulla ceramica estrusa per ottenere elementi tridimensionali capaci di regolare i flussi termici negli involucri architettonici definendo contemporaneamente anche nuovi paradigmi estetico-formali (Bechthold, 2017). La domanda è se tale concetto sia idoneo alle costruzioni ed applicabile al processo che realizza l’architettura. Su questo punto si rileva una convergenza di studi internazionali (CIB IAARC W119, 2016; Bock, 1988) ed alcuni autori giungono a teorizzare l’applicazione della mass customization alla città (Larson, 2013). Progettare e realizzare: un unico processo La crescente importanza a livello industriale del concetto di modularizzazione del prodotto e il successivo passo di configurazione del prodotto per adattarsi ai requisiti hanno progressivamente determinato nel tempo un processo di lavoro di nuovo tipo. Questo potrebbe essere sintetizzato in tre fasi: • progettazione delle prestazioni; • progettazione per la produzione; • produzione automatica/robotica.

In the literature we already find many examples like the English one of Yorkton’s Portakabin system, which produces customized industrialized units including a wide range of local stone facings for the façade, various types of lightweight panels for the envelope, covers with various morphologies (flat, ground, etc.) and technologies, etc. In any case, housing units even with all options cost less than a traditional construction. We can observe this evolution in practice with 3D printing. The same 3D printer can produce totally different objects, with different materials. The product is simply a different model made with an information flow adapted to the case. Studies and experimentation on the various materials of architecture is verifying the potential of digital fabrication, for example on extruded ceramics to obtain three-dimensional elements capable of regulating thermal flows in architectural envelopes while also defining new aesthetic-formal paradigms (Bechthold, 2017). The question is whether this concept is suitable for constructions and applicable to the process that realizes architecture. On this point there is a convergence of international studies (CIB IAARC W119. 2016, Bock, 1988) and some authors come to theorize the application of mass customization to the city (Larson, 2013).

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La maggior parte dei progetti di architettura, ingegneria e costruzione riunisce un team completamente nuovo di progettisti, fabbricanti e appaltatori, tutti operanti all’interno dei propri sistemi, che elaborano dati di progettazione e BIM. Raramente le informazioni di progetto vengono integralmente condivise. Questa perdita di informazioni lungo il processo di progetto ha storicamente portato a sprechi in fase di costruzione, causati da progetti ridondanti, manodopera inutilizzata e rielaborazione. Adottando processi collaborativi seamless, più parti interessate al progetto possono raggiungere risparmi significativi in termini di tempo e denaro. In questo contesto, il Design for Fabrication funge da unica sorgente informativa per il progetto costruttivo, integrando perfettamente i dati dalla fase di progettazione in disegni realizzativi. Attraverso un processo di costruzione industrializzato, i modelli di progettazione diventano la base per la fabbricazione. Questo ambiente BIM può ridurre significativamente gli sprechi e le rilavorazioni che si riscontrano nel tradizionale processo di progettazione e costruzione e offre grandi vantaggi ai proprietari di progetti e alle parti interessate. Il Design for Fabrication, costruito su una piattaforma BIM, soddisfa in modo efficiente e coerente end-to-end i requisiti del progetto: dalla pianificazione e progettazione alla fabbricazione e all’esecuzione. In un progetto tradizionale, il processo progettuale è solitamente molto iterativo. Un

Design and implement: a single process The increasing importance at industrial level of the concept of modularization of the product and the subsequent configuration step of the product to adapt to the requirements have progressively determined over time a new type of work process. This could be synthesized in three phases: • performance design; • design for production; • automatic production / robotics. Most of the architecture, engineering and construction projects bring together a whole new team of designers, fabricators and contractors, all operating within their own systems, which process design and BIM data. Project information is rarely fully shared. This loss of information throughout the project process has historically led to waste in the construction phase, caused by redundant projects, unused manpower and rework. By adopting seamless collaborative processes, multiple stakeholders in the project can achieve significant savings in terms of time and money. In this context, the Design for Fabrication acts as the sole source of information for the construction project, perfectly integrating the data from the design phase into realization drawings. Through an industrialized construction process, design models become the basis for manufacturing. This BIM environment can significantly reduce the waste and rework found in the traditional design and construction process and offers great bene-

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partecipante di progetto completa il proprio lavoro e poi lo passa al successivo, limitando la collaborazione. Questo è molto più lento quindi il lavoro di progettazione richiede molto più tempo per essere completato. Collegando tutti i partecipanti su una piattaforma di tipo condiviso, il lavoro può essere fatto contemporaneamente; con visibilità su come il lavoro svolto da altri potrebbe avere un impatto su ogni altro membro del team. Nel complesso, ciò porta a una maggiore efficienza. Per mantenere un vantaggio competitivo, sempre più partecipanti al progetto stanno cercando di trovare un modo per sfruttare i dati BIM per i dettagli e la fabbricazione fin dall’inizio del progetto. Progettano e simulano l’edificio, la struttura, elementi da costruzione o oggetti a livello di concept fino al più piccolo dettaglio utilizzando metodi di modellazione integrati, parametrici, associativi e computazionali per aumentare la produttività delle fasi successive e ottimizzare il valore del progetto attraverso la progettazione iterativa. Il risultato sfrutta l’intuizione e il contributo di esperti lungo tutto il processo per creare un progetto informato, che porta alla consegna di memorie organizzative complete e utilizzabili dalla società di gestione dell’aeroporto.

fits to project owners and stakeholders. The Design for Fabrication, built on a BIM platform, efficiently and consistently meets endto-end project requirements: from planning and design to manufacturing and execution. In a traditional project, the design process is usually very iterative. A project participant completes his work and then passes it on to the next one, limiting collaboration. This is much slower so the design work takes much longer to complete. By connecting all participants on a shared platform, work can be done simultaneously; with visibility on how the work done by others could have an impact on every other team member. Overall, this leads to greater efficiency. To maintain a competitive advantage, more and more project participants are trying to find a way to exploit BIM data for details and fabrication right from the start of the project. They design and simulate the building, the structure, construction elements or objects at the concept level up to the smallest detail using integrated, parametric, associative and computational modeling methods to increase the productivity of the subsequent phases and optimize the value of the project through the iterative design. The result exploits the intuition and the contribution of experts throughout the process to create an informed project, which leads to the delivery of complete project memories that can be used by the airport management company.

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Un esempio di sperimentazione didattica Possiamo pensare di introdurre il concetto di mass customization nell’architettura aeroportuale? Per definire meglio questa domanda di ricerca è stato condotto un esperimento che possiamo collocare nel filone del capstone design, che dà evidenza di un idea con una realizzazione prototipale di studio. Ma di che tipo prototipo parliamo in questa sede? L’idea che è stata sviluppata è il modello fabbricabile dell’involucro aeroportuale. Quest’ultimo capitolo svela al lettore il motivo dell’apparato di disegni e modelli dei progetti aeroportuali che arricchisce il volume. I nove aeroporti studiati e qui in parte illustrati sono il risultato di una sperimentazione didattica basata sulla ricostruzione con il metodo della reverse engineering dei modelli in BIM dei progetti e la loro fabbricazione diretta con stampa 3D. I singoli elementi sono stati realizzati simulando a meno della scala dimensionale (1:20) il flusso di fabbricazione come in un processo reale. Ad esempio una trave di acciaio è stata stampata per elementi: ali ed anima e poi assemblata. I prodotti sono il risultato di un anno di lavoro dei vari gruppi di studenti che hanno raggiunto livelli diversi di definizione e quindi di fabbricabilità. I risultati hanno evidenziato nella pratica alcuni elementi basilari del BIM e delle opportunità di mass costumisation delle soluzioni d’involucro. In particolare si è osservato: • la relazione tra LOD e fabbricabilità;

An example of educational experimentation Can we think of introducing the concept of mass customization in airport architecture? To define this research question an experiment was conducted that we can place in the strand of the capstone design, which gives evidence of an idea with a prototypal study realization. But what kind of prototype do we talk about here? The idea that has been developed is the building model of the airport envelope. This last chapter reveals to the reader the motif of the rich array of designs of airport projects that enriches the volume. The nine airports studied and illustrated here are the result of an educational experiment based on the reconstruction of the BIM models of the projects and their direct manufacturing with 3D printing. The individual elements have been created by simulating the production flow, as in a real process, without the dimensional scale (1:20). For example a steel beam was printed for elements: wings and core and then assembled. The products are the result of a year of work by the various groups of students who have reached different levels of definition and therefore of manufacturability. The results highlighted in practice some basic elements of BIM and of the opportunities for mass costumisation of envelope solutions. In particular, we observed: • the relationship between LOD and manufacturability;

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M. Masi, M. Lazzerini, Beijing Capital Intl Airport da AAT Exhibition, Giugno-Luglio 2017

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B. Acquarelli, M. Baldeschi, R. Freggia, Madrid Barajas Intl Airport da AAT Exhibition, Giugno-Luglio 2017

• i LOD di riferimento per la fabbricazione dell’involucro; • le caratteristiche di modellazione delle diverse tecnologie costruttive; • gli elementi di variabilità; • i margini di flessibilità progettuale; • le interferenze più significative per la fabbricazione digitale dell’involucro. In conclusione la sperimentazione didattica ha dimostrato alcune caratteristiche evolutive della gestione di progettazione esecutiva, che emergono dal mutato scenario tecnologico pervase dalle tecnologie digitali.

• the reference LOD for the manufacture of the casing; • the modeling characteristics of the various construction technologies; • the elements of variability; • the margins of design flexibility; • the most significant interference for the digital manufacture of the enclosure. In conclusion, the didactic experimentation has shown some evolutionary features of the concept of final design, which emerge from the changed technological scenario pervaded by digital technologies.

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Key points Il quinto capitolo ha evidenziato le caratteristiche dei modelli digitali per la fabbricazione, in termini di livelli di definizione. Sono state introdotte le prospettive di personalizzazione di massa e fabbricazione digitale nelle costruzioni. È stata presentata una sperimentazione didattica condotta al dipartimento di Architettura dell’Università di Firenze per la modellazione e fabbricazione 3D degli involucri aeroportuali.

Key Points Chapter 5 highlighted the characteristics in terms of levels of definition of digital models for manufacturing. Perspectives of mass customization and digital fabrication in buildings have been introduced. An educational experiment is presented conducted at the University of Florence’s Department of Architecture for 3D modeling and manufacturing of airport envelopes.

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G. Fusaro, J. Marioni, A. Matera Stansted Airport da AAT Exhibition, Giugno-Luglio 2017

pagina a fronte M. Masi, M. Lazzerini, Beijing Capital Intl Airport da AAT Exhibition, Giugno-Luglio 2017

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Appendice A Appendix A

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Beijing Capital Intl Airport, Departure Curb Foster+Partners (2008)

A.1. Elementi tipici del BIM per disciplina Il BIM comporta la creazione del modello, la sua coordinazione e possibilità di scambio dei dati, un team di autori del modello ed utilizzatori. Al fine di prevenire eventuali problemi come ad esempio conflitti di coordinamento, si può cristallizzare una determinata versione base del modello per condividerla tra tutti gli autori ed utilizzatori per i successivi sviluppi. Questa versione del modello dovrà avere elementi utili per i vari ambiti disciplinari coinvolti (architettonico, strutturale, impiantistico). Infatti vari modelli disciplinari devono essere validati e coordinati per essere rilasciati ed usati. I modelli disciplinari cosi rilasciati vengono a loro volta cristallizzati come parte della storia del progetto, anche al fine di poterne tracciare lo sviluppo su basi chiare e documentate. In questo allegato vengono indicati gli elementi tipici per il modello architettonico che generalmente devono essere presenti. Il primo aspetto da definire nel modello disciplinare in accordo con il BExP (BIM Execution Plan) riguarda i prodotti specifici nell’ambito della disciplina. In questa fa-

A.1. Typical BIM elements for discipline BIM involves the creation of the model, its coordination and the possibility of data exchange, a team of model authors and users. In order to prevent any problems such as coordination conflicts, a certain basic version of the model can be crystallized to share it among all authors and users for subsequent developments. This version of the model must have useful elements for the various disciplinary areas involved (architectural, structural, plant). In fact, various disciplinary models must be validated and coordinated to be released and used. The disciplinary models thus released are in turn crystallized as part of the project’s history, also in order to track their development on clear and documented bases. This annex indicates the typical elements for the architectural model that generally must be present. The first aspect to be defined in the disciplinary model in accordance with the BExP (BIM Execution Plan) concerns specific products within the framework. At this stage it is appropriate to adopt methodologies

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se è opportuno adottare metodologie e strumenti per la gestione della qualità e/o Lean per prevenire errori e sprechi ed assicurare il raggiungimento dei requisiti minimi del modello. Si utilizza il concetto di modellazione per elementi sulla base di linee guida definite per ogni disciplina del progetto (v. Appendice C). I seguenti punti devono essere contenuti nelle linee guida. A.1.1 Ogni elemento del modello deve essere definito in termini di: • dimensioni; • forma; • localizzazione; • orientamento; • quantità. Dalla fase concettuale durante tutto lo sviluppo ogni elemento dotato di proprietà (attributi) generici e/o derivanti dalla classe di appartenenza divengono via via più specifici ed i dati più accurati. A.1.2. Il modello dovrà fissare: • il sistema delle coordinate; • il punto d’origine; • il punto di controllo verticale (punto di verità a terra) ed il fattore (topografico) correttivo.

and tools for quality management and / or Lean to prevent errors and waste and ensure the achievement of the minimum requirements of the model. The concept of modeling by elements is used on the basis of guidelines defined for each project discipline (see Appendix C). The following points must be contained in the guidelines. A.1.1 Each element of the model must be defined in terms of: • dimensions; • shaped; • location; • orientation; • quantity. From the conceptual phase during the whole development every element with generic properties (attributes) and / or deriving from the belonging class becomes more specific and more accurate data. A.1.2. The model must set: • the coordinate system; • the point of origin; • the vertical control point (ground truth) and the corrective (topographic) factor.

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A.1.3. Il modello in base alla dimensione del terminal, o alla fase di sviluppo, deve prevedere una sua articolazione in: • parti; • zone; • livelli. L’articolazione deve essere sin dall’inizio stabilita convenzionalmente e documentata (p. es. con rif.: SGQ -Sistemi di Gestione per la Qualità) come regola del modello per gli autori.

A.1.3. The model based on the size of the terminal, or the development phase, must include its articulation in: • parts; • areas; • levels. The articulation must be conventionally established and documented from the beginning (eg with reference: QMS -Quality Management Systems) as a model rule for authors.

A.1.4. Il modello deve essere revisionato periodicamente (es. rif. SGQ): evolvendo rapidamente durante lo sviluppo bisogna assicurare la consistenza dei dati e la correttezza dei prodotti. Quindi i cambiamenti sono tracciati (redlining) e documentati, in particolare quando la creazione del modello è molto frammentata in piccoli pacchetti affidati ad autori diversi. Nei software sono previste diverse funzioni adatte allo scopo, sia con la possibilità di assistere le verifiche sia per tracciare le modifiche. Il coordinatore BIM di ogni disciplina ha un ruolo determinante per la gestione efficace (effettuazione e registrazione) delle verifiche. Il Coordinatore di ogni disciplina in genere si riferisce al BIM manager per coordinare le versioni e condividere gli aggiornamenti del modello.

A.1.4. The model must be periodically reviewed (eg, QMS reference): evolving rapidly during development, it is necessary to ensure the consistency of the data and the correctness of the products. So the changes are tracked (redlining) and documented, especially when the creation of the model is very fragmented into small packages entrusted to different authors. In the software there are various functions suitable for the purpose, both with the possibility to assist the checks and to track the changes. The BIM coordinator of each discipline plays a decisive role in the effective management (execution and registration) of the checks. The Coordinator of each discipline generally refers to the BIM manager to coordinate versions and share model updates.

A.1.5. la coordinazione interdisciplinare del modello viene assicurata nelle fasi di condivisione periodiche dei modelli disciplinari. Tali fasi sono pianificate nell’ambito del

A.1.5. the interdisciplinary coordination of the model is ensured during the periodic sharing phases of the disciplinary models. These phases are planned within the BExP

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San Diego Intl Airport, T2 Expansion BIM model HNTB Architecture (2016)

pagina a fronte Suvarnabhumi Intl Airport JAHN Architects (2007)

BExP secondo sistemi standard (v. SGQ) e/o peculiari del gruppo di progetto (p.es.: Lean Design). Il coordinamento impone di risolvere eventuali conflitti tra le parti interessate prima della condivisione nel modello comune. Questa accortezza previene costi potenziali indotti da lavorazioni abortite e ritardi nelle fase di costruzione. Quindi coerentemente con le classiche modalità di SGQ, i modelli disciplinari devono essere verificati, approvati e validati come consistenti e costruibili prima della fase di condivisione. Ciò si può realizzare mappando ad alto livello il flusso di coordinamento mediante strumenti di gestione delle interazione comunicativa tra i vari componenti del gruppo di progetto.

according to standard systems (see QMS) and / or specific to the project group (eg: Lean Design). Coordination requires resolving any conflicts between the parties involved prior to sharing in the common model. This precaution prevents potential costs caused by aborted work and delays in the construction phase. Therefore, consistently with the classic methods of QMS, the disciplinary models must be verified, approved and validated as consistent and constructible before the sharing phase. This can be achieved by mapping at high level the coordination flow by means of management tools for communicative interaction between the various components of the project group.

appendice a

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A.2. Gli elementi del modello architettonico A.2.1. La questione centrale da tenere presente nel passaggio all’appalto digitale è che, in caso di conflitto tra i documenti contrattuali (disegni 2D) ed il modello BIM, fino ad ora i primi hanno avuto la priorità nel costituire la referenza ai fini giuridici. Nel futuro invece la referenza sarà costituita dal modello BIM. Nella fase transitoria è importante che i disegni 2D, che possono essere estratti direttamente dal modello BIM, rispondano ai requisiti attesi. Per esempio se si deve documentare il livello di progetto definitivo ai fini del conseguimento delle autorizzazioni amministrative, i prodotti 2D dovranno contenere tutte le notazioni richieste (quotature, superfici, destinazioni d’uso, tecnologie realizzative, ecc.). Il gruppo di progetto deve concordare preventivamente le modalità e la forma delle notazioni in modo che siano adottate nei modelli delle varie discipline. A.2.2. La seconda questione riguarda i formati di scambio (sia proprietari che aperti): devono essere concordati preventivamente nel BExP. Per assicurare il ciclo di vita delle informazioni del terminal è consigliabile utilizzare gli open standard disponibili (IFC — International Foundation Class). In caso contrario con i prodotti devono essere corredati da accordi per il riuso anche esterno al software proprietario che ha generato i dati.

A.2. Elements of the architectural model A.2.1.The central question to keep in mind in the transition to the digital contract is that, in the event of conflict between the contractual documents (2D drawings) and the BIM model, until now the former have had the priority in establishing the reference to the legal purposes. In the future, instead, the reference will be the BIM model. In the transitional phase it is important that the 2D drawings, which can be extracted directly from the BIM model, meet the expected requirements. For example, if the level of the final project has to be documented for the purpose of obtaining administrative authorizations, the 2D products must contain all the required notations (dimensions, surfaces, intended use, manufacturing technologies, etc.). The project team must agree in advance the modalities and the form of the notations so that they are adopted in the models of the various disciplines. A.2.2. The second question concerns the exchange formats (both proprietary and open): they must be agreed in advance in BExP. To ensure the life cycle of the terminal information it is advisable to use the open standards available (IFC — International Foundation Class). Otherwise with the products must be accompanied by agreements for reuse even outside the proprietary software that generated the data.

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A.2.3 Aspetti relativi alla sicurezza dei dati in termini di prevenzione dai virus ecc. devono essere previsti nel BExP. Il salvataggio periodico dei dati è analogamente stabilito nel piano. A.2.4 Alcuni degli elementi tipici che devono essere modellati nell’architettonico di un aeroporto sono indicati nella tabella che segue. Da notare la eterogeneità dei dati che devono confluire nel modello architettonico perché determinano vincoli dimensionali, funzionali e tecnologici per l’architettura. Nella prima colonna della tabella sono indicati gli ambiti progettuali, nella seconda gli elementi tecnici, nella terza il modello di altre discipline e/o autori che deve fornite i dati per la progettazione architettonica. Se questi dati sono disponibili contemporaneamente e non dopo gli sviluppi del architettonico si possono eliminare modifiche successive ed errori potenziali. Ecco un’evidenza dell’utilità di un approccio Lean anche nella definizione del modello architettonico stesso.

A.2.3 Data security aspects in terms of virus prevention etc. must be foreseen in BExP. The periodic saving of data is similarly established in the plan. A.2.4 Some of the typical elements that must be modeled in the architectural of an airport are shown in the table below. Note the heterogeneity of the data that must flow into the architectural model because they determine dimensional, functional and technological constraints for architecture. In the first column of the table are indicated the design areas, in the second the technical elements, in the third the model of other disciplines and / or authors that must provide data for architectural design. If these data are available at the same time and not after architectural developments, subsequent changes and potential errors can be eliminated. Here is an evidence of the usefulness of a Lean approach also in the definition of the architectural model itself.

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Visione sociotecnica delle metodologie BIMM da TxP_ Research

pagina a fronte BIMM socio-technical vision by TxP_Research

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Appendice B

Appendix B

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appendice b | appendix b

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Queen Alia Intl Airport, Arrival Curb Foster+Partners (2014)

Gli obiettivi del modello e la matrice delle responsabilità La matrice delle responsabilità è uno strumento classico nella gestione del progetto in particolare è basilare se si applica il SGQ. La matrice è strutturata su tre colonne: la prima riporta gli obiettivi del progetto BIM, la seconda le attività svolte dal BIM manager, la terza suddivisa su più colonne in numero corrispondente a quanti sono i ruoli previsti dal progetto individua in pratica gli autori del modello. La tabella di seguito mostra un esempio di come si possa strutturare lo strumento in un modeling aeroportuale.

BIM Model objectives and the matrix of responsibilities The matrix of responsibilities is a classic tool in the management of the project in particular is basic if the QMS is applied. The matrix is structured on three columns: the first one shows the objectives of the BIM project, the second the activities carried out by the BIM manager, the third subdivided into several columns in number corresponding to how many roles are foreseen by the project in practice identifies the authors of the model. The table below shows an example of how the instrument can be structured in an airport modeling.

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Elaborazione TxP_Research da Singapore BIM Guide

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TxP_Research elaboration from Singapore BIM Guide

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Appendice C

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appendice c | appendix c

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Chek Lap Kok Intl Airport, Boarding Gate Lounge Foster+Partners (2011)

Capitolati Informativi Questo strumento consente al committente anche incaricando dei consulenti di definire come il gli elementi del BIM debbano essere modellati nelle diverse discipline per gli usi del progetto. I capitolati informativi però non stabiliscono chi sia l’autore del modello. L’assegnazione dei ruoli e quindi l’organigramma di progetto è indipendente dalle linee guida che possono essere utilizzate anche per altri progetti e, nella progettazione aeroportuale, possono rappresentare in modo generalizzato le esigenze del gestore nelle diverse fasi di sviluppo dell’aeroporto. I capitoli delle linee guida riguardano i seguenti argomenti: • Aspetti generali; • Sistemi di gestione per la qualità (SGQ); • Linee guida per il modello architettonico; • Linee guida per il modello strutturale; • Linee guida per il modello impiantistico (MEP). Gli aspetti generali riguardano soprattutto la definizione dei livelli progettuali e quindi la specificazione dei livelli di definizione del modello. I livelli progettuali nel caso de-

BIM Modeling guidelines This tool also allows the client to hire consultants to define how the elements of BIM should be modeled in the different disciplines for the uses of the project. However, the guidelines do not establish who the author of the model is. The assignment of the roles and therefore the project organization chart is independent of the guidelines that can also be used for other projects and, in airport planning, can represent the general needs of the manager in the various phases of airport development. The chapters of the guidelines cover the following topics: • General aspects; • Quality management systems (QMS); • Guidelines for the architectural model; • Guidelines for the structural model; • Guidelines for the plant model (MEP). The general aspects concern above all the definition of the design levels and therefore the specification of the levels of definition of the model. The design levels in the case of airports are generally grouped into six phases:

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pagina a fronte Heathrow Airport, Baggage Claim Area Richard Rogers Partnership (2008)

gli aeroporti sono generalmente raggruppati in sei fasi: 1. progettazione concettuale e optioneering; 2. progetto masterplan e fattibilità tecnico-economica; 3. progetto definitivo; 4. progetto esecutivo e piano di manutenzione; 5. progetto costruttivo ed ingegnerizzazione dei sistemi; 6. progetto as-built. A ciascun livello viene associata una corrispondente fase di cristallizzazione, condivisone e registrazione del modello nella storia dello sviluppo. Ad ogni livello vengono associati i relativi prodotti previsti da indicare nel BExP. I capitolati informativi indicano i contenuti di massima dei modelli disciplinari in relazione agli usi previsti. Nel caso dell’aeroporto gli aspetti operativi, come ad esempio la flessibilità di determinate aree del terminal, oppure del terminal nel suo complesso, considerando l’intero ciclo di vita possono essere rispecchiate in indicazioni di modellazione da sviluppare nel progetto. Ad esempio, considerando che nella fase concettuale viene affrontato anche l’aspetto finanziario, analizzando l’investimento potrebbe essere considerato e modellato, in ambito disciplinare economico-finanziario, il tema della flessibilità in termini di ENPV (Expected Net Present Value), rap-

1. conceptual design and optioneering; 2. masterplan project and technical-economic feasibility; 3. detailed project; 4. final project and maintenance plan; 5. constructive project and system engineering; 6. as-built project. At each level is associated a corresponding phase of crystallization, sharing and registration of the model in the history of development. At each level are associated the related products expected to be indicated in BExP. The guidelines indicate the broad contents of the disciplinary models in relation to the intended uses. In the case of the airport the operational aspects, such as the flexibility of certain areas of the terminal, or the terminal as a whole, considering the entire life cycle can be reflected in modeling directions to be developed in the project. For example, considering that in the conceptual phase the financial aspect is also addressed, analyzing the investment could be considered and modeled, in the economic-financial disciplinary field, the topic of flexibility in terms of ENPV (Expected Net Present Value), synthetically representing project alternatives with vectors that take into account the variables to be considered in the project. Or, still in the conceptual phase, the guidelines could indicate the expected de-

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presentando sinteticamente le alternative di progetto con vettori che tengano conto delle variabili da considerare nel progetto. Oppure, sempre nella fase concettuale le linee guida potrebbero indicare gli sviluppi attesi nel modeling per lâ&#x20AC;&#x2122;analisi energetica su base climatica; oppure le alternative spaziali funzionali sulla base del calcolo degli standard rispetto ai flussi dei passeggeri nei picchi mensili e giornalieri (TPHP, PHP) per le diverse UnitĂ Ambientali del Terminal (UAT).

velopments in the modeling for energy analysis on a climatic basis; or the functional spatial alternatives based on the calculation of the standards with respect to the passenger flows in the monthly and daily peaks (TPHP, PHP) for the various Environmental Units of the Terminal (UAT).

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bibliografia | references

•

Heathrow Airport, Terminal 5 Richard Rogers Partnership (2008)

Aapaoja, A. & Haapasalo, H. (2014) The Challenges of Standardization of Products and Processes in Construction In: Kalsaas, B.T., Koskela, L. & Saurin, T.A., 22nd Annual Conference of the International Group for Lean Construction.Oslo, Norway, 25-27 June 2014. pp 938-993. Ahmad, I. U., Russell, J. S., & Abou-Zeid, A. (1995), Information technology (IT) and integration in the construction industry. Construction Management and Economics, 163–171. Ballard, G. & Koskela, L. (1998) On the Agenda of Design Management Research In: 6th Annual Conference of the International Group for Lean Construction. Guarujá, Brazil, 13-15 Aug 1998. Ballard, G. (2000) Lean Project Delivery System, White Paper #8, Lean Construction Institute, May 1, pp. 6. Ballard, G. (2008) Lean Project Delivery System: an update, Lean Construction Journal 2008, pp. 1-19. Bechthold, M. (2017) Material Systems: Digital Design and Fabrication course. Bernstein, H. M., Jones, S. A., Russo, M. A., Laquidara-Carr, D., Taylor, W., Ramos, J., lorenz, A., Winn, J., Fujishima, H., Fitch, E., Buckley, B. and Gilmore. D. (2012a) The Business Value of BIM in North America: Multi-Year Trend Analysis and User Ratings (20072012). Bedford. MA: McGraw Hill Construction. Bertelsen, S. (2003) Construction as a Complex System, Proceedings of the 11th Annual Meeting of the International Group for Lean Construction, Blacksburg, Virginia. Bock, T. (1988) Robot Oriented Design, Architectural Product Engineering. 1988; 271: pp. 65-72. Bosi, F., Esposito, M. A. (2014) Achieving Lean Project Design Delivery. In Energy, Sustainability And Building Information Modeling And Management. Bosi, F. (2015) Airport Lean Design, in Bosi, F., Ferrulli, P., Fossi, E. (2015) Looking to methods and tools for the Research in Design and Architectural Technology, Florence University Press, Firenze.

174

tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

Bosi, F. (2016), Airport Lean Integration, Doctoral Reasearch. Università degli Studi di Firenze — TxP Research. Bozoglu, J. (2016) Collaboration and coordination learning modules for BIM education, ITcon, Vol. 21, pg. 152-163. BS 1192:2007+A1:2015 Collaborative production of architectural, engineering and construction information. Code of practice. Carbonaro A., Pagani A. (1970) Sociologia Industriale e delle organizzazioni, Feltrinelli, Milano. Chambers, R.-D. (2005) Tackling Uncertainty in Airport Design: A Real Options Approach. Bachelor of Science, Aerospace Engineering Massachusetts Institute of Technology, Msc. Christensen Clayton, M. (1994) Technological Discontinuities, Organisational Capabilities, and Strategie Committments, Insutrial and Corporate Change (3), pp. 665-685. Conseil International du Bâtiment (CIB) IAARC W119 (2014) Advanced Construction and Building Technology proceedings, www.iaarc-academy.com%2Fdownload%2FCIB_IAARC_W119_CIC_2016_Proceedings.pdf&usg=AOvVaw1ymFVSXOWGfJO8atJyEDxN. Ciribini, A. (2013) L’information modeling e il settore delle costruzioni: IIM e BIM. Rimini: Maggioli, ISBN: 8838761574. Davis, S.M. (1987) Future Perfect, Addison-Wesley Publishing. Decreto del Presidente della Repubblica 207/2010, riportante Regolamento di esecuzione ed attuazione del decreto legislativo 12 aprile 2006, n. 163, recante «Codice dei contratti pubblici relativi a lavori, servizi e forniture in attuazione delle direttive 2004/17/CE e 2004/18/CE», Gazzetta Ufficiale 288, 10 Dicembre 2010. D. Lgs. 9 maggio 2005, n. 96. Revisione della parte aeronautica del Codice della navigazione, a norma dell’articolo 2 della L. 9 novembre 2004, n. 265. Pubblicato nella Gazz. Uff. 8 giugno 2005, n. 131, S.O. D. Lgs. 15-3-2006 n. 151. Disposizioni correttive ed integrative al D.Lgs. 9 maggio 2005, n. 96, recante la revisione della parte aeronautica del codice della navigazione. Pubblicato nella Gazz. Uff. 14 aprile 2006, n. 88. D. Lgs. 18 aprile 2016, n. 50 Attuazione delle direttive 2014/23/UE, 2014/24/UE e 2014/25/UE sull’aggiudicazione dei contratti di concessione, sugli appalti pubblici e sulle procedure d’appalto degli enti erogatori nei settori dell’acqua, dell’energia, dei

bibliografia

trasporti e dei servizi postali, nonché per il riordino della disciplina vigente in materia di contratti pubblici relativi a lavori, servizi e forniture. (16G00062) (GU Serie Generale n.91 del 19-04-2016 — Suppl. Ordinario n. 10). Decreto Ministeriale MIT n. 560 del 1.12.2017, Digitalizzazione nelle costruzioni. de Neufville, R. (2008) Low-cost Airport for Low-cost Airlines:Flexible Design to Manage the Risk. Transportation planning and Technology. 31(1): p. 35-68. de Neufville, R. and S. Scholtes (2011) Flexibility in Engineering Design. 1st ed. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. McGraw-Hill Construction (2015) Dodge Data & Analytics. Eastman C., Paul, Teicholz P., Sacks R., Liston K. (2012) BIM Handbook: A Guide to Building Information, Modelling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors, 2nd Edition, John Wiley & Sons, New York, pp. 648. Edwards, B., (2005) The Modern Airport Terminal. Second ed. London and and New York: Spon Press, pp. 1-276. Esposito, M. A., Macchi, I. (2009a) Communication in design, results of a field research, ITcon Vol. 14, Special Issue Next Generation Construction IT: Technology Foresight, Future Studies, Roadmapping, and Scenario Planning, pp. 328-352, http://www.itcon.org/2009/22. Esposito, M.A., Macchi, I. (2009b) I processi di comunicazione del progetto. La Babele delle costruzioni. Risultati di una ricerca dell’Università di Firenze nel settore della progettazione dei terminal aeroportuali, Qualità, ISSN: 1120-8120. Esposito, M.A. (2010) 2nd ed.(2008) 1st ed. Tecnologie di progetto per il terminal aeroportuale. Firenze: FUP – Firenze University Press, ISBN: 9788864531366. Esposito, M.A., Macchi, I. (2012) Low carbon airport projects development using the design gap risk threshold approach, International Journal of Design Sciences and Technology, 19:1, pp. 45-62. Forgues, D., Poirier, E., Staub-French, S. (2016) The Impact of BIM on Collaboration: An Action-Cognition Perspective. Fossi, E. (2015) Disposable Terminal Design, in Bosi, F., Ferrulli, P., Fossi, E. (2015) Looking to methods and tools for the Research in Design and Architectural Technology, Florence University Press, Firenze. Galbraith, J.R. (1977) Organisation Design, Galbraith Management Consultants, Ltd. Harrison, A., Popovic, V., Kraal, B.J., Kleinschmidt, T. (2012) Challenges in passenger terminal design: a conceptual model of passenger experience. In Israsena, Praima, Tangsantikul,

175

176

tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

Juthamas, & Durling, David (Eds.) Proceedings of the Design Research. Society (DRS) 2012 Conference, Department of Industrial Design, Faculty of Architecture, Chulalongkorn University, Chulalongkorn University, Bangkok, pp. 344-356. Howell, G. & Ballard, G. (1994) Lean Production Theory: Moving beyond “Can-Do”. Proc. Conference on Lean Construction, Santiago, Chile. September 1994. International Air Transport Association (2014) Airport Development Reference Manual, 10th ed. Jones D.R., Pitfield D.E. (2007) The Effectiveness of Conceptual Airport Terminal Designs, Transportation Planning and Technology, 30:5, 521-543, DOI: 10.1080/03081060701600009. Kiviniemi A. (2016) Built Environment and our Digital Future, keynotes in Tzortzopoulos. P., Zhang Y. (2016), 4th International Workshop When Social Science meets LEAN and BIM, ISBN 978-1-86218-136-6,The University of Huddersfield Press, p.9. Kleinschmidt, T., Goonetilleke, A., Fookes, C.B., Yarlagadda Prasad, K.D.V. (2010) A multi-disciplinary approach for the design and management of airport terminals, In: 3rd International and 24th All India Manufacturing Technology, Design and Research Conference (AIMTDR 2010), 13-15 December 2010, Visakhapatnam, India. Koskela, L. (1992) Application of the New Production Philosophy to Construction, Center for Integrated Facility Engineering (CIFE) Technical Report #72, available at http:// www.ce.berkeley.edu/~tommelein/ Koskela-TR72.pdfWomack & Jones 2003. Koskela, L. & Huovila, P. (1997) On Foundations of Concurrent Engineering in Anumba, C. and Evbuomwan, N. (eds.). Concurrent Engineering in Construction CEC97. London 3-4 July. The Institution of Structural Engineers, London, pp. 22-32. Koskela L. (2016) Collaboration in ConstruCtion projeCts — WHy is it needed, What does it require?, in Tzortzopoulos P., Zhang Y. (2016), 4th International Workshop When Social Science meets LEAN and BIM, ISBN 978-1-86218-136-6,The University of Huddersfield Press, p.28. Kronenburg, R. (2007) Flexible Architecture that Responds to Change. London: Laurence King Publishing Ltd. 239.Ku & Taiebat, 2011. Larson, K. (2013) From mass customisation of goods and services to customised cities, In: Mass Customisation and Personalisation in Architecture and Construction, a cura di Poorang A.E. Piroozfar,Frank T. Piller.

bibliografia

Leon van Berlo et al. (2015) Collaborative engineering with IFC: collaborative practice in the Netherlands, Proc. of the 32nd CIB W78 Conference 2015, October 27th-29th 2015, Eindhoven, The Netherlands. Linkert R. (1971) Il fattore umano nell’organizzazione. Love, P.E.D., Irani, Z. (2004) An exploratory study of information technology evaluation and benefits management practices of SMEs in the construction industry, Information & Management 42, pp. 227–242. Macchi, I. (2007) Pianificazione e gestione della comunicazione nel progetto di architettura. Metodo di definizione dei requisiti informativi e comunicativi secondo il profilo utente, Doctoral Reasearch, Università degli Studi di Firenze –TxP_Research. McGregor D. (1985) L’aspetto umano dell’impresa, Franco Angeli, Milano. Mumayiz, S. A.(1989a) Airport Passenger Terminals, a joint workshop of the Transportation Research Board (TRB) and Building Research Council (BRC), Washington, DC. Mumayiz, S. A.(1989b) Development of Airport Terminal Design Concepts, A New Perspective, Transportation Planning and Technology, Vol. 13, New York, pp. 303-320. Odoni, A., de Neufville, R. (1992) Passenger terminal design. Transportation Research. Palmer, S. (2006) 10 Airports: Fentress Bradburn Architects, ISBN 10: 1931536562 — ISBN 13: 9781931536561, Edizioni Press. Part A: Policy and Practice. 26. pp. 27-35. 10.1016/0965-8564(92)90042-6. PAS 1192-2:2013 Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling. Penn State University, (2010) Building Information Modeling Project Execution Planning Guide. Pikas, E., Koskela, L., Dave, B. and Liias, R. (2015) Case study on design management: Inefficiencies and possible remedies, In: Proc. 23rd Ann. Conf. of the Int’l. Group for Lean Construction. Perth. Australia, July 29-31, pp. 47-557 Pine, 1993. Piroozfar, A.E.P & Piller, F.T (2013) Mass Customisation and Personalisation in Architecture and Construction. N.Y, N.Y: Routledge. Rivard, 2000. Poirier, Erik & Forgues, Daniel & Staub-French, Sheryl (2017) Understanding the impact of BIM on collaboration: a Canadian case study. Building Research & Information. 45. pp. 1-15. 10.1080/09613218.2017.1324724.

177

178

tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

Rodrìguez Pastor, J.B., Benavides, E.M. (2011) Axiomatic Design of an Airport Passenger Terminal, Proceedings of ICAD2011 – The Sixth international Conference on Axiomatic Design, Daejeon, March 30-31 2011. Sacks R., Gurevich U. (2016) BIM adoption in large Government Construction owner organizations, in TzortzopoulosP., Zhang Y. (2016), 4th International Workshop When Social Science meets LEAN and BIM, ISBN 978-1-86218-136-6,The University of Huddersfield Press, p.22. Schodek, D., Bechthold, M., Griggs, K., Kao, K. M. and Stenberg, M. (2005) Digital Design and Manufacturing: CAD/CAM Applications in Architecture and Design. Shuchi, S., Drogemuller, R., Kleinschmidt, T. (2012) Flexible airport terminal design: towards a framework. In Tang, Loon Ching & Watson, Gregory H. (Eds.) Proceedings of the IIE Asian Conference 2012, Department of Industrial & Systems Engineering, NUS, Furama Riverfront Hotel, Singapore, pp. 348-356. Simon H.A., Smithburg D.W., Thompson V.A. (2017) Public Administration, Routledge Taylor & Francis, London & N.Y. Simon H.A., March J.G. (2003) Teoria dell’organizzazione, Etas. Singapore Building Construction Authority (2013) BIM guide. Trist, E. L., Murray, H. (1990) The Social engagement of social science: a Tavistock Anthology. Philadelphia: University of Pennsylvania Press. Tseng, M.M., Jiao, J. (2001) Mass Customization, in: Handbook of Industrial Engineering, Technology and Operation Management (3rd ed.). New York, NY: Wiley. ISBN 0-471-33057-4. Tzortzopoulos, P., & Formoso, C. (1999) Considerations on application of lean construction principles to design management. Proceedings IGLC, 335–344. Tzortzopoulos P., De Oliveira Gomes D.F.(2016) Challenges to manage early design stage information in a BIM environment, in Tzortzopoulos P., Zhang Y., 4th International Workshop When Social Science meets LEAN and BIM, ISBN 978-1-86218-136-6,The University of Huddersfield Press, p.21. Ente Nazionale di Normazione (UNI) (1999) 10838:1999, Edilizia — Terminologia riferita all’utenza, alle prestazioni, al processo edilizio e alla qualità edilizia. Ente Italiano di Normazione (UNI) (2017) 11337-1, Edilizia e opere di ingegneria civile — Gestione digitale dei processi informativi delle costruzioni — Parte 1: Modelli, elaborati e oggetti informativi per prodotti e processi.

bibliografia

Ente Italiano di Normazione (UNI) (2015) TS 11337-3, Edilizia e opere di ingegneria civile — Criteri di codificazione di opere e prodotti da costruzione, attività e risorse — Parte 3: Modelli di raccolta, organizzazione e archiviazione dell’informazione tecnica per i prodotti da costruzione. Ente Italiano di Normazione (UNI) (2017a) 11337-4, Edilizia e opere di ingegneria civile — Gestione digitale dei processi informativi delle costruzioni — Parte 4: Evoluzione e sviluppo informativo di modelli, elaborati e oggetti. Ente Italiano di Normazione (UNI) (2017b) 11337-5, Edilizia e opere di ingegneria civile — Gestione digitale dei processi informativi delle costruzioni — Parte 5: Flussi informativi nei processi digitalizzati. Ente Nazionale di Normazione (2006) UNI EN ISO 14040:2006, Gestione ambientale — Valutazione del ciclo di vita — Principi e quadro di riferimento. Ente Nazionale di Normazione (2013) UNI ISO 21500:2013, Guida alla gestione dei progetti (project management). Whyte, J., Lindkvist, C., Hassan Ibrahim, N. (2010) Value to Clients through Data Hand-Over: A Pilot Study, Summary Report to Institution of Civil Engineers (ICE) Information Systems (IS) Panel, version 1.1.

179

sitografia | websites

The University of British Columbia: http://bim-civil.sites.olt.ubc.ca/files/2014/06/BIMBestPractices2011.pdf [Accessed November 2016] Penn State University: http://bim.psu.edu/ [Accessed November 2016] Coronet e-Information System: https://www.corenet.gov.sg/media/586132/Singapore-BIM-Guide_V2.pdf [Accessed November 2016] Building Smart: http://www.en.buildingsmart.kotisivukone.com/3 [Accessed November 2016] YouTube, ‘3D Printing will bring mass customization’: https://www.youtube.com/watch?v=jr3IZjiOL4A&ab_channel=CNNMoney [Accessed November 2016]

glossario | glossary

Ambiente di Condivisione Dati (ACDat) | Ambiente di raccolta organizzata e di condivisione dati relativi ai modelli ed agli elaborati digitali riferititi ad una singola opera o ad un complesso di opere. (UNI 11337-1:2017).

Common Data Environment (CDE) | An environment for an organized collection and sharing of data related to digital models and outputs for a single work or as egle complex of works.

Capitolato informativo (CI) | Esplicitazione delle esigenze e dei requisiti informativi richiesti dal committente agli affidatari. (UNI 11337-5:2017).

Employer Information Requirements (EIR) | A statement of the information needs and requirements that the employer requires to the suppliers.

Ciclo di Servizio dell’Edificio | Fase del ciclo di vita dell’edificio compresa tra costruzione e demolizione. Comprende le fasi d’uso e manutenzione e di dismissione.

Building Service Cycle | Phase of the building life cycle comprehended between construction and demolition. Comprehends Operations & Maintenance and Dismissal phases.

Ciclo di vita | Fasi consecutive interconnesse di un sistema di prodotto dall’acquisizione delle materie prime o dalla generazione delle risorse naturali alla dismissione finale (dalla culla alla tomba). (ISO 14040:1997).

Life Cycle | Interacting activities phases of a product system from row materials acquisition or natural resources generation to final decommissioning (from cradle to grave) of any good or service.

Documentazione di Progetto | Metodologia adottata per rappresentare i risultati in termini di contenuti informativi del progetto. (Elaborazione da UNI 11337-1:2017).

Project Design Documentation | Method to represent project output information content.

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Documento Preliminare della Progettazione (DPP) | La progettazione in materia di lavori pubblici si avvia, nel rispetto dei vincoli esistenti, preventivamente accertati ed indicati nel documento preliminare, e dei limiti di spesa prestabiliti (Codice degli appalti pubblici, D.Lgs. 163/2006. Art.93, c.1., cit. in art. 10 D.Lgs. 207/2010).

Design Brief | Public works project design process starts accordingly with already assessed constrains and budget indicated with the design brief.

Gestione della Progettazione | Applicazione alla progettazione di prodotti, servizi e processi dei principi della gestione del progetto (v. voce) (Elaborazione da UNI EN ISO 9000:2015).

Project Design Management (PDM) | Application of project management principles to product, services and processes design.

Gestione del Progetto | Pianificazione, organizzazione, monitoraggio, tenuta sotto controllo e redazione di rapporti su tutti gli aspetti di un progetto e sulla motivazione di tutti quelli coinvolti in esso, per conseguire gli obiettivi del progetto stesso. (UNI EN ISO 9000:2015).

Project management (PM) | Planning, organisation, acting and control by written report on all aspects of the project and regarding the involved participants motivation to achieve the project targets.

Modellazione informativa delle costruzioni | Modello informativo costituito da un veicolo di simulazione e contrattualizzazione di un prodotto risultante od un processo del settore delle costruzioni, attraverso contenuti informativi di natura grafica, documentale, multimediale. (UNI 11337-1:2017).

Building Information Modeling | An information model is defined as the carrier for simulating and contracting a building industry resulting product or process through graphical, documentary (alphanumeric) and multimedia information content.

Offerta Economicamente piĂš vantaggiosa (OE+V) | In fase di aggiudicazione di un appalto viene individuata lâ&#x20AC;&#x2122;offerta eco-

Bid Best Offer | In the bid phase the best offer must be selected through cost/quality evaluation methods: it is evaluated con-

glossario

nomicamente più vantaggiosa sulla base del miglior rapporto qualità/prezzo: è valutata sulla base di criteri oggettivi, quali gli aspetti qualitativi, ambientali o sociali, connessi all’oggetto dell’appalto. (D.L.gs 50/2016, art.95 c.6).

sidering objectives criteria like as qualitative, environmental, social aspects related to the works.

Offerta per la Gestione Informativa (oGI) | Esplicitazione e specificazione della gestione informativa offerta dall’affidatario in risposta alle esigenze ed i requisiti richiesti dal committente. I contenuti fondamentali corrispondono al BExP (BIM Execution Plan) pre-contrattuale. (UNI 11337-5:2017).

Information Management Bid | A statement and specification of the information management offered by the supplier in response to the needs and requisites required by the employer. The fundamental outline of the information management bid corresponds to the BIM execution plan pre-contract award (BEP pre-contract award).

Piano di Esecuzione del BIM | Pianificazione operativa della gestione informativa attuata dall’affidatario in risposta alle esigenze ed al rispetto dei requisiti della committenza. (UNI 11337-5:2017).

BIM Execution Plan | An operational plan of the information management implemented by the supplier in response to the needs and requisite required by the employer.

Piano di Gestione Informativa (pGI) | Pianificazione operativa della gestione informativa attuata dall’affidatario in risposta alle esigenze ed al rispetto dei requisiti della committenza. (UNI 11337-5:2017).

Information Management Plan (IMP) | An operational plan of the information management implemented by the supplier in response to the needs and requisite required by the employer.

Prestazione Edilizia | Comportamento reale dell’organismo edilizio e/o delle sue parti nelle effettive condizioni d’uso e di sollecitazione. Le prestazioni edilizie vengono normalmente classificate in: a) prestazioni ambientali; b) prestazioni tecnologiche. (UNI 10838:1999).

Building Performance | Actual behaviour of the building organism and / or its parts in the actual conditions of use and solicitation. Building services are normally classified as: a) environmental performance; b) technological performance.

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Processo | Insieme di attività correlate o interagenti che utilizzano dati in entrata per consegnare il risultato atteso. (UNI EN ISO 9000:2000).

Process | The whole set of related or interacting activities using inputs to deliver outputs.

Progettazione e sviluppo | Insieme di processi che trasforma requisiti in caratteristiche specificate o nella specifica di un prodotto, di un processo e di un sistema. (UNI EN ISO 9000:2015).

Project Design Process | Set of processes that transform requirements for an object into more detailed specifications for that object.

Progettazione senza sprechi | Processo pianificato, attuato, controllato e teso al miglioramento che attua azioni preventive per evitare gli errori. È un concetto derivato dai sistemi di gestione per la qualità. (Elaborazione da: ISO 9000:2015).

Lean Design | A plan, do, check and act process targeted to improve the results avoiding wastes. It is a concept derived by the quality management systems.

Progettazione su Base Prestazionale | Processo di progettazione basato sulle specificazioni di prestazione, ossia sulla espressione dei requisiti secondo valori di variabili e/o attributi univocamente determinati che definiscono l’obiettivo di qualità da perseguire attraverso il progetto. L’insieme delle specificazioni di prestazione di un intervento edilizio, opportunamente strutturato, forma il “programma prestazionale” posto a base dello sviluppo. (Elaborata da UNI 10838:1999).

Performances Based Building Design (PBBD) | Design Process based on the performances specification set as quantitative expressions of the requisites that represents the quality targets of the project. The whole building performances specification properly structured forms the performance plan as project development root.

Progetto | Un progetto consiste in un unico insieme di processi di attività coordinati e controllati con date definite di inizio e fine, che viene attuato per raggiungere

Project | A project consists of a unique set of processes consisting of coordinated and controlled activities with start and end dates, undertaken to achieve project ob-

glossario

gli obiettivi definiti. (UNI ISO 21500:2013; UNI EN ISO 9000:2015).

jectives. Achievement of the project objectives requires the provision of deliverables conforming to specific requirements.

Progetto di Fattibilità Tecnico-economica | Il progetto di fattibilità è redatto sulla base dell’avvenuto svolgimento di indagini multidisciplinari (omissis), di verifiche preventive (omissis) e di studi preliminari (omissis); deve, altresì, ricomprendere le valutazioni ovvero le eventuali diagnosi energetiche dell’opera in progetto, (omissis) con riferimento all’impatto sul piano economico-finanziario dell’opera; indica, inoltre, le caratteristiche prestazionali, le specifiche funzionali, le esigenze di compensazioni e di mitigazione dell’impatto ambientale, nonché i limiti di spesa (omissis) dell’infrastruttura da realizzare (omissis) (D.L.gs 50/2016, art.23, c.6).

Feasibility Documentation | The feasibility project must be defined on the basis of multidisciplinary field campaign and technical verification of all project conditions; it must report energy evaluation or modeling: it must assess both the financial and the environmental impact; it must put in evidence the performance requirements, the functional specifications, the environmental balance and mitigation requirements; it must point out the maximum cost of the infrastructure to be realised.

Sviluppo Integrato di Prodotto | Approccio allo sviluppo del prodotto con una visione dell’intero ciclo di vita come delimitato dai confini del sistema. Costituisce il presupposto per la documentazione ambientale dei prodotti (EPD— Environmental Product Documentation). (Elaborato da UNI 15804:2014).

Integrated Development of Product (IPD) | Product development approach within the whole life cycle as delimited by the system. It is the base for the EPD — (EPD— Environmental Product Documentation).

Vita utile del progetto | Durata di vita utile di un prodotto da costruzione attesa in condizioni particolari definite (p.es. set di condizioni di prestazione in uso). (Elaborazione da UNI EN 15804:2014; ISO 21930:2007).

Reference Service Life | Service life of a construction product which is known to be expected under a particular set, i.e. reference set, of in use conditions.

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tecnologie del progetto di architettura â&#x20AC;˘ maria antonietta esposito, filippo bosi

acronimi | acronyms

•

Hartsfield Jackson Airport, Airside Stevens & Wilkinson (1980)

ACDat ALP AT ATD BIM manager o BIMm BExP BEP BIMM BP CA CAD CDE CI CI/SfB CIB CNC DP DPP DSR DT EIR GP IATA ICAO ICT IES IFC IM IP

Ambiente di Condivisione Dati Airport Layout Plan Architectural Technology Airport Terminal Design Building Information Modeling manager BIM Execution Plan BIM Execution Plan Building Information Modelling & Management Building Process Contracting Authority Computer Aided Design Common Data Environment Capitolato Informativo Classification Index Samarbetskomittén för Byggnadsfrågor Conseil International du Bâtiment Computer Numerical Control Design Process Documento Preliminare alla Progettazione Design Science Research Design Team Employer Information Requirements Gruppo di Progetto International Air Transport Association International Civil Aviation Organization Information and Communication Technologies Institute for Environment and Sustainability Industry Foundation Classes Information Modeling Informazioni di Progetto

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tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

IPD ISO IT ITC LCA LD LOD LoS MEP O&M OE+V PBBD PC/SfB PHP PI QMS SA SGQ STS TA TdA TPHP UAT UNI

Integrated Product Delivery International Organization for Standardization Information Technology Information Technology and Communication Life Cycle Assessment Lean Design Level of Development — Level of Definition Levels of Service Mechanical, Electrical and Plumbing Engineering Operations & Maintenance Offerta Economicamente più Vantaggiosa Performance Based Building Design Piano di Classificazione Samarbetskomittén för Byggnadsfrågor Peak Hour Passengers Project Information Quality Management System Stazione Appaltante Sistemi Gestione Qualità Socio-Technical System Terminal Area Tecnologia dell’Architettura Typical Peak Hour Passengers Unità Ambientale del Terminal Ente Nazionale Italiano di Unificazione

credits

Presentazione | Presentation p. 8 Singapore Changi Airport — Singapore (foto: Luis Llerena) p. 11 Heathrow Airport — Londra, Regno Unito (foto: Luis Llerena) Introduzione | Introduction p. 12 Suvarnabhumi Intl Airport — Bangkok, Thailandia (foto: courtesy of JAHN Archtiects) p. 17 Tom Bradley Intl Terminal — Los Angeles, Stati Uniti (foto: Christian Deknock) Gestione del progetto | Project Design Management p. 22 Dusseldorf Airport — Dusseldorf, Germania (foto: Michael Gaida) p. 30 Suvarnabhumi Intl Airport — Bangkok, Thailandia (foto: courtesy of JAHN Archtiects) Il piano di esecuzione del BIM negli aeroporti | BIM Executive Plan in Airports p. 40 Dulles Intl Airport — Washington DC, Stati Uniti (foto: Falkenpost) p. 60 Lyon Saint-Exupéry Airport — Lione, Francia (foto: Belinda Fewings) p. 74 Heathrow Airport — Londra, Regno Unito (foto: Ryan McGuire) I prodotti del BIM nella progettazione aeroportuale | Products: BIM Deliverables in Airports p. 80 Westin Denver at Denver Intl Airport — Denver, Stati Uniti (foto: Westin Denver) p. 92 Stansted Airport — Londra, Regno Unito (foto: Dennis Gibert)

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tecnologie del progetto di architettura • maria antonietta esposito, filippo bosi

BIM e implicazioni socio-tecniche | Human Resources: Modeling and collaboration procedures in Airports p. 100 Beijing Capital Intl Airport — Pechino, Cina (foto: Nigel Young) p. 105 The Building of a Cathedral (Jean Fouquet) p. 112 Abu Dhabi Airport — Abu Dhabi, Emirati Arabi Uniti (foto: Ricardo Gomez Angel) p. 115 Suvarnabhumi Intl Airport — Bangkok, Thailandia (foto: courtesy of JAHN Archtiects) p. 118 Stuttgart Airport — Stoccarda, Germania (foto: Michael Gaida) Dalla modellazione alla fabbricazione | Process: From modeling to fabrication p. 122 Oslo Gardermoen Airport — Oslo, Norvegia (Nicolas Jehly) p. 131 Dettaglio 3D in acciaio (Nikki Moreaux) p. 136 Dallas/Fort Worth Intl Airport — Fort Worth Dallas, Stati Uniti (Erez Attias) Appendice A | Appendix A p. 148 Beijing Capital Intl Airport — Pechino, Cina (foto: Nigel Young) p. 153 Suvarnabhumi Intl Airport — Bangkok, Thailandia (foto: Nicolas Jehly) Appendice B | Appendix B p. 160 Queen Alia Intl Airport — Amman, Giordania (foto: Nigel Young) Appendice C | Appendix C p. 166 Chek Lap Kok Intl Airport — Hong Kong, Cina (foto: Ben Johnson) p. 169 Heathrow Airport — Londra, Regno Unito (foto: John Starj) Appendice D | Appendix D p. 172 Heathrow Airport — Londra, Regno Unito (foto: Simone Hutsch) p. 186 Hartsfield Jackson Airport — Atlanta, Stati Uniti (foto: Skyler Smith)

Finito di stampare per conto di didapress Dipartimento di Architettura UniversitĂ degli Studi di Firenze Marzo 2018

Si tratta di un quaderno di appunti universitari sulla Gestione del Progetto inquadrato nell’attuale scenario di cambiamento spinto da tecnologie dirompenti. Il Building Information Modeling (BIM) sta trasformando alla radice il modo in cui progettiamo, costruiamo, utilizziamo e dismettiamo le architetture. Esso è frequentemente considerato solo un artefatto tecnologico, uno strumento di modellazione 3D o nel peggiore dei casi un semplice software. Comunque, sebbene la tecnologia sia un elemento essenziale, le sfide reali riguardano lo sviluppo di nuovi processi e modelli di organizzativi atti a raccogliere tutti i frutti del cambiamento in atto. Il quaderno è un complemento didattico alla letteratura esistente sul BIM adatto sia per professionisti all’inizio della carriera che già esperienti. Il testo si prefigge l’obiettivo di ovviare alla mancanza di indicazioni pratiche specifiche per la progettazione, costruzione, gestione, dismissione degli aeroporti. Molta della letteratura sul BIM è generica, ma una efficiente applicazione dei cambiamenti tecnologici nelle metodologie progettuali può presentarsi in modo molto diverso in funzione del tipo di edificio: non c’è una soluzione valida per tutti. Il quaderno è facile da leggere e non cerca di semplificare troppo l’argomento per propagandare il BIM. Esso offre una visione bilanciata tra benefici e sfide dell’implementazione BIM basata sulle metodologie di gestione del progetto negli aeroporti. Quando sia rilevante, il testo include le referenze per fonti più dettagliate. Il quaderno si adatta sia ai principianti del BIM che ai lettori più esperti, sebbene l’enfasi sia posta sulla applicazione partica del BIM nella progettazione, costruzione, e gestione di aeroporti, si presenta anche come una eccellente integrazione per una formazione generale sul BIM. Inoltre, il quaderno auspicabilmente troverà l’interesse delle stazioni appaltanti e dei gestori e potrà aiutarli a realizzare i benefici dell’impegnativo uso del BIM e dei metodi di progettazione collaborativa e consegna del prodotto dei loro progetti. Finché stazioni appaltanti e gestori non inizino a bandire i servizi basati sul BIM incentivando i propri fornitori a collaborare utilizzando nuovi schemi contrattuali dove i partecipanti “possano condividere i problemi ed i guadagni”, con forme di alleanza o Project Delivery (IPD), l’industria continuerà ad ottenere di minimizzare invece che massimizzare il valore creato per i suoi clienti. Maria Antonietta Esposito, Professore, Seguace dell’Arch-ingegneria, studia l’organizzazione dei processi digitalizzati, intellettualmente aperta, è un architetto orientato alle esigenze dell’utilizzatore. La sua ricerca focalizza sulle metodologie di ri-modellazione del processo di progettazione abilitate dalla digitalizzazione. Come architetto interagisce con gli artefatti mediante interfacce che, per quanto evolute richiedono sempre modifiche semantiche per adattarle agli utilizzatori. Nell’ecosistema digitale gli artefatti-utente hanno carattere semantico, le distanze tra referenze ed interferenze possono essere colmate mediante la didattica e la formazione innovative che continuamente sperimenta. Filippo Bosi, Dottore di Ricerca, Progettista, Cultore della Materia in Tecnologie dell’Archi-

tettura, è un architetto orientato alla innovazione dei processi di produzione del progetto. Come consulente della unità TxP_Research in dell’Università degli Studi di Firenze svolge attività di ricerca nell’ambito della Gestione del Progetto con metodologie Lean Design. ISBN 978-88-3338-027-8

ISBN 978-88-3338-027-8

9 788833 380278

€ 20,00

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