Building information modeling o model? La storia del BIM e l’evoluzione software

Building information modeling o model? La storia del BIM e l’evoluzione dei software nel panorama internazionale e nazionale

BIM e Building Information “Modeling”

L’espressione “Building Information Modeling” è oggi certamente l’espressione più utilizzata per esplicitare l’acronimo “BIM” (V. art. “Cos’è il BIM?”).

L’acronimo BIM ha subito un processo di evoluzione e maturazione, mutando nel tempo il proprio significato.

Alla lettera “M” di BIM, ad esempio, sono state associate negli anni parole differenti, tese a sottolineare aspetti che di volta in volta sembravano maggiormente caratterizzanti. Sono state utilizzate le parole:

  • Model
  • Modeling
  • Management

a seconda che ci si riferisse ai modelli virtuali dell’edificio, ai processi edilizi, all’organizzazione, alla gestione, al controllo dei processi, dei modelli, delle informazioni.

Oggi il termine Modeling è la parola più utilizzata, in quanto rappresenta proprio l’intero processo edilizio.

Dunque, con Building Information Modeling ci si riferisce ad un insieme di processi e strumenti interconnessi e interdipendenti, che si fonda sulla disponibilità di modelli digitali del prodotto edilizio, integrabili e in grado di dialogare tra loro.

 BIM e Building Information “Model”

La traduzione della parola Model con “modello” forse non aiuta a comprendere del tutto la novità introdotta. Infatti, già semplicemente provando a tradurre il termine Model con la parola “prototipo” si comprende più profondamente la portata innovativa: nel mondo dell’industria delle costruzioni viene formalmente introdotto il concetto di prototipo il cui utilizzo implica, come inevitabile conseguenza, il concretizzarsi di differenti modalità di rapportarsi e di lavorare per gli operatori del settore.

Un prototipo del prodotto edilizio è, quindi, realizzato mediante entità rappresentative dei reali componenti edilizi in grado di relazionarsi tra loro (cioè dotati di comportamento) e di conglobare ulteriori informazioni in aggiunta ai semplici dati geometrici, tali da consentire ai professionisti verifiche immediate e condivise di tutte le scelte effettuate.

Per il mondo delle costruzioni è un modo nuovo di operare che, per contro, costituisce da sempre la metodologia abituale di lavoro in qualsiasi settore produttivo; infatti, ogni comparto produttivo (si pensi all’industria dell’automobile o a quella dell’elettronica o a quella della moda, etc.) procede verificando le proprie scelte progettuali utilizzando prototipi di prodotto progressivamente più raffinati.

Per l’industria delle costruzioni, invece, fino ad oggi, ogni realizzazione è unica ed è, per così dire, prototipo di se stessa.

Con l’avvento del BIM nasce la possibilità della disponibilità di un duale virtuale dell’edificio da realizzare consentendo di accostare, dal punto di vista metodologico, il mondo delle costruzioni a tutti gli altri settori produttivi e offrendo finalmente una risposta positiva all’annosa domanda circa la natura industriale o meno di questo comparto produttivo.

Il modello virtuale secondo Eastman

Una prima descrizione di modello virtuale dell’edificio veniva proposta in una nota pubblicazione del 1974 di Charles M. Eastman (oggi riconosciuto tra le massime autorità mondiali in materia) relativa ad una ricerca sviluppata alla Carnegie-Mellon University di Pittsburgh (USA), dal titolo “An outline of the building descrition system”.

1 - An outline of the building descrition system - 1974

 

Tale descrizione venne successivamente ripresa e precisata in un articolo (sempre a firma di Eastman) apparso nel 1975 sulla prestigiosa rivista americana A.I.A. journal, dal titolo “The use of computer instead of drawings in building design”.

2 -The use of computer instead of drawings in building design - 1975

 

 

 

Ma già nello scritto del 1974, cui generalmente si fa convenzionalmente risalire l’inizio della ricerca sul BIM, veniva illustrato un “sistema descrittivo dell’edificio”, ottenuto mediante l’aggregazione di elementi grafici 3D in grado di contenere informazioni di tipo geometrico, ma anche relative ai materiali, etc.

Nell’abstract del ’74 si legge:

“Molti dei costi di progettazione, costruzione e funzionamento edilizio derivano dal ricorso a disegni come modalità per riportare le annotazioni dell’edificio. Come alternativa, il presente documento delinea la progettazione di un sistema informatico utile per memorizzare e manipolare le informazioni di progetto in un dettaglio che consente la progettazione, la costruzione e le analisi operative. Un edificio è considerato come la composizione spaziale di un insieme di parti. Il sistema, denominato Sistema Descrittivo dell’Edificio (BDS) è caratterizzato dall’essere:

  1. un mezzo per un facile inserimento grafico di forme di elementi arbitrariamente complessi;
  2. un linguaggio grafico interattivo per modificare e configurare la disposizione degli elementi;
  3. capacità grafiche in formato cartaceo che possono produrre prospettiva o disegni ortografici di alta qualità;
  4. una funzione per l’ordinamento e la schematizzazione, che consenta l’ordinamento della base-dati per attributi, per esempio, per il tipo di materiale, fornitore o componendo un insieme di dati per l’analisi.”

Un nuovo scenario si apriva per il mondo delle costruzioni!

Lo sviluppo degli strumenti software che è poi avvenuto nel corso del tempo ha consentito la reale disponibilità di modelli virtuali, inizialmente solo prefigurati o prototipati, via via sempre più adeguati (per funzionalità e versatilità) alle effettive esigenze della produzione edilizia; ma sin dall’inizio appare chiara la svolta impressa da tale visione.

L’evoluzione del BIM, il mondo della ricerca

Numerosi sono i lavori redatti da vari autori finalizzati a raccontare evoluzione del BIM, narrata con vario grado di approfondimento e con valutazioni non sempre convergenti, facilmente rintracciabili anche mediante una veloce ricerca sul web.

Non è nostra intenzione aggiungere un lavoro in più a quanto già disponibile; riteniamo, però, importante rimarcare solo alcuni passaggi salienti di questa evoluzione.

Da un punto di vista puramente tecnologico, il BIM può considerarsi come parte di un percorso che prende le mosse dai primi formati grafici elettronici, sviluppati in USA  in ambiti universitari, già nella seconda metà degli anni 50.

Nel 1962 viene presentato il software SKETCHPAD, sviluppato al MIT di Boston da Ivan E. Sutherland, un primo strumento che permetteva di tracciare primitive geometriche su uno schermo, utilizzando una sorta di “mouse” ottico.

3 - SKETCHPAD - Ivan E. Sutherland

Nel corso degli anni 60 una rilevante parte del mondo della ricerca concentra i propri sforzi verso lo sviluppo di tecniche di modellazione tridimensionale che origineranno i primi software in grado di rappresentare forme poliedriche elementari, capaci anche di combinarsi tra loro.

Ma è del 1973 il primo importante passo verso la gestione di figure solide 3D: tre distinte ricerche a Cambridge, Stanford e Rochester danno via alla prima generazione di software per la modellazione solida.

4 - Evoluzione dei software BIM

L’evoluzione del BIM, il mondo produttivo

Già nel corso degli anni 60 e 70 l’industria (in primis quella automobilistica, navale, aerospaziale) aveva colto i vantaggi che potevano derivare dall’uso dei CAD, in termini di maggiore rapidità di elaborazione e rilavorazione dei progetti, di riduzione degli errori e di avanzamento dell’automazione in fabbrica.

Essi, perciò, in grado di sostenere gli elevati costi di hardware e software del tempo, cominciarono a dotarsi di propri CAD e a svilupparli affrontandone le criticità, lavorando sinergicamente con aziende produttrici di software.

Il mondo delle costruzioni non colse immediatamente le opportunità offerte dai nuovi strumenti, e cominciò ad adottare i sistemi CAD (nella seconda metà degli anni 70) progressivamente, col calare dei costi e con l’avvento dei personal computer (PC), ma essenzialmente in “modalità” 2D. Infatti l’impiego di questi nuovi strumenti non fu accolto come un’opportunità di rivisitazione e aggiornamento dei processi della filiera produttiva, ma come mera sostituzione di strumenti tradizionali, evidentemente più lenti: ai disegni realizzati al tecnigrafo, si sostituivano disegni realizzati al computer e stampati mediante plotter.

Un altro momento importante nell’evoluzione della “computer grafica” è senz’altro l’avvento della modellazione parametrica ad oggetti, collocabile intorno alla seconda metà degli anni 80.

Agli oggetti grafici diventa possibile associare parametri e regole (inizialmente di tipo geometrico) in grado di offrire rilevanti vantaggi per la gestione del progetto nel suo insieme: mentre nei tradizionali CAD 2D e 3D ogni aspetto della geometria deve essere editato dall’utente, così come la verifica della coerenza geometrica complessiva a valle di una sua modifica, nel caso di oggetti parametrici questo avviene automaticamente.

Tali oggetti vengono, pertanto, definiti “intelligenti” per la loro capacità di auto-aggiornarsi, anche in risposta a modifiche apportate dal progettista ad altri oggetti ma tra loro collegati: ne consegue un’automatica propagazione delle modifiche apportate e un aggiornamento continuo dell’intero modello virtuale.

Da qui il passaggio ad oggetti contenenti non solo parametri di tipo geometrico ma anche informazioni specifiche delle entità reali da essi rappresentate, è concettualmente semplice.

Diventa, così, possibile aggiungere agli oggetti le caratteristiche termofisiche, di costo, di resistenza meccanica, etc., con interrelazioni automatiche tra le modifiche dell’oggetto e l’aggiornamento delle informazioni ad esso collegate.

Dunque si apre così la strada ad una nuova tecnologia, il BIM appunto.

I software BIM nel panorama internazionale e nazionale e la loro storia

Ed è a partire dalla metà degli anni 80 che in questo scenario nascono e si sviluppano alcune note aziende produttrici di software come Autodesk (statunitense), Bentley (statunitense), Graphisoft (ungherese), Nemetschek (tedesca) ed altre, le quali realizzano propri prodotti, ciascuno con specifiche caratteristiche, ma tutti sostanzialmente orientati alla rappresentazione grafica del progetto.

Una storia diversa in questo panorama internazionale è quella segnata da ACCA software, azienda italiana nata nel 1989, che si contraddistingue da subito per il suo particolare orientamento all’innovazione. Nel 1991, il suo software PriMus dedicato alla contabilità ed il computo metrico, è l’unico prodotto italiano ad essere selezionato per il “premio SMAU Industrial Design”.

5 - Evoluzione dei software ACCA

Il percorso che ACCA software percorre, differentemente ai suoi maggiori competitor,  è la realizzazione di applicativi chiamati a fornire soluzioni a tutti gli aspetti del mondo delle costruzioni come il calcolo strutturale, energetico, contabilizzazione, sicurezza, etc., utilizzando le migliori tecnologie disponibili.

Nel 1996 ACCA rilascia TerMus, un applicativo destinato alla verifica energetica degli edifici, sviluppato con una particolare modalità grafica: vengono utilizzati oggetti bidimensionali rappresentativi delle reali entità costruttive di un edificio (muri, finestre, porte, solai, etc.), in grado di riconoscersi tra loro ed aggiornarsi automaticamente e ciascuno dotato delle proprie caratteristiche termo-fisiche utili per effettuare la verifica energetica. Da un punto di vista esclusivamente concettuale, può senz’altro definirsi come il primo BIM realizzato in Italia.

Nel 2004 viene rilasciato EdiLus, BIM per il calcolo strutturale, basato su oggetti parametrici tridimensionali e nel 2012 è la volta di Edificius, BIM per la realizzazione del progetto architettonico.

Nel 2016 ACCA software, prima azienda in Italia, riceve per il suo prodotto Edificius la certificazione di compatibilità al formato interoperabile tra software IFC2x3 [certificazione IFC CV2.0 (Coordination View 2.0)], rilasciata da BuidingSMARTAlliance.

6 - Certificato IFC Edificius


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  1. […] Building Information Modeling // Model // Management – Acronimo il cui significato è andato evolvendosi nel corso del tempo. L’accezione oggi universalmente accettata è Building Information Modeling, in riferimento al processo di progettazione, costruzione e gestione di un edificio (o una infrastruttura –  più generalmente un’opera di ingegneria) svolto utilizzando informazioni elettroniche object-oriented. Vedi art. “Building Information Modeling o Model? La storia del BIM e l’evoluzione software“. […]

  2. […] corso degli anni, parallelamente allo sviluppo della tecnologia BIM, anche il concetto del modello virtuale è stato oggetto di profonde e significative […]

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