Facility Management: l’avvento di BIM e Internet of Things

Grazie alle nuove tecnologie, come BIM e Internet of Things, è possibile migliorare le performance di Facility Management, assicurando efficienza e sicurezza.

Indice degli argomenti:

• Il BIM per il Facility Managament
• Cosa sono i Digital Twin
• Internet of Things e Facility Management: che relazione c’è

Che cos’è il Facility Management

Con il termine Facility Management si intende un insieme di servizi e attività necessari ad assicurare la corretta gestione e conservazione dell’edificio che ospita un’azienda.

Sono incluse tutte le attività relative alle infrastrutture impiantistiche, come il sistema di climatizzazione, gli ascensori, il sistema di illuminazione e così via. Allo stesso modo, rientrano nel Facility Management anche tutte le operazioni che, invece, hanno lo scopo di mantenere ordine e pulizia in tutti gli spazi utilizzati, inclusi quelli adibiti a verde.

Nella gestione di tutte queste attività entrano in giorno diversi fattori da prendere in considerazione per assicurare i migliori risultati possibili in termini di comfort, sicurezza ma anche efficienza energetica e sostenibilità. Per la complessità e l’importanza di queste attività, molto spesso si decide di affidarle all’esterno, a fornitori qualificati e specializzati. Inoltre, oggi, la tecnologia offre importanti opportunità da non sottovalutare, rivoluzionando in parte il modo di lavorare.

Il BIM per il Facility Managament

Il BIM, ormai, non è certamente qualcosa di nuovo e sperimentale, in quanto fa sempre più parte della gestione del processo edile. Nonostante ciò, anche per questioni legate a competenze inadeguate, molto spesso non si riesce ad arrivare alla sua effettiva e completa implementazione a livello di intero ciclo di vita dell’edificio.

Sicuramente sono maggiori le applicazioni quando si parla di progettazione e costruzione, con una digitalizzazione che offre importanti vantaggi pratici e concreti ai progettisti e, in generale, a tutti i professionisti coinvolti nella commessa.

In realtà, non mancano i benefici che si possono tratte dall’applicazione del BIM anche in una fase di gestione e manutenzione dell’edificio, in tutte le costruzioni esistenti. Quanto detto assume valore soprattutto se si considera che la fase di progettazione e costruzione dell’edificio occupa solo una piccola porzione di quella che è l’intera vita di un edificio.

Inoltre, ricorrere al BIM per il Facility Management permette di riuscire a definire e stimare in modo puntuale tutti i costi di gestione dell’edificio, mettendoli anche in relazione ai costi totali imputabili al suo ciclo di vita. Una gestione più efficiente, generalmente, oltre ad assicurare una miglior vivibilità degli ambienti, permette una importante riduzione dei costi, con vantaggi economici non indifferenti.

Cosa sono i Digital Twin

Parlare di BIM e Facility Management porta al tema della costruzione di un modello digitale che ripropone l’edificio in questione, un vero e proprio “Digital Twin” realizzato anche tramite appositi rilievi, che contenga tutti i dati e le informazioni necessarie per il Facility Management.

Tutto ciò permette di avere sotto controllo tutte le attività da svolgere, definibili e pianificabili grazie alla disponibilità di informazioni e dati relativi anche alle caratteristiche dell’edificio e degli impianti presenti. Il gemello digitale, quindi, diventa uno strumento utile al Facility Manager per definire le migliori strategie di gestione dell’edificio, anche mediante apposite simulazioni.

Per i massimi risultati, si combinano le applicazioni di Internet of Things, in grado di aggiornare in tempo reale i dati che costituiscono il modello di riferimento. 

Internet of Things e Facility Management: che relazione c’è

La ricerca e lo sviluppo nel campo dell’innovazione tecnologica hanno avuto un ritmo molto elevato negli ultimi anni, tanto che il mercato dell’Internet of Things è in continua crescita. Gli oggetti connessi e il controllo avanzato da remoto di dispositivi e impianti, infatti, offrono innegabili vantaggi che, in poco tempo, stanno portando ad un massiccio utilizzo delle nuove tecnologie, oltretutto abbastanza semplici da installare e utilizzare.

L’IoT, nel campo del Facility Management e non solo, può portare ad una vera e propria rivoluzione. Grazie alla connessione e all’uso di sensoristica, in grado di rilevare un elevato numero di parametri nell’ambiente in cui viene installata, è possibile monitorare e controllare l’edificio nella sua interezza.

In questo modo, tutte le informazioni a disposizione per il Facility Managament, vengono aggiornate in modo costante e in tempo reale. Questi aggiornamenti, si sommano a quanto contenuto nel Digital Twin, dando origine a un modello completo e dinamico, in grado di restituire le effettive condizione dell’edificio e degli impianti. Così facendo è possibile studiare nuovi modelli decisionali strategici, che assicurino la migliore gestione possibile dell’edificio, aprendo la strada anche a pratiche quali la manutenzione predittiva. Si possono simulare differenti scenari, testare strategie e soluzioni, ipotizzare la messa in funzione di impianti, tutto prima di realizzare fisicamente queste azioni nell’edificio.

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18/05/2016

Il BIM orientato al Facility Management

L’attività di ricerca nell’ambito del BIM è particolarmente attiva nello studio delle sue effettive possibilità d’implementazione per l’efficientamento delle pratiche edilizie correnti, che interessano l’intero ciclo di vita dell’immobile.

A cura di: Anna Osello, Francesca Maria Ugliotti, Francesco Semeraro, SYSTEMA

Schema funzionale dell’organizzazione del modello BIM (caso studio modellato da David Erba)

L’utilizzo del BIM per il FM è diventato d’interesse per i grandi proprietari di immobili che intendono sfruttare al meglio le possibilità offerte dalla metodologia. Per questo motivo, risulta necessario definire un ambiente di lavoro condiviso per favorire la collaborazione e lo scambio di informazioni tra tutti gli attori coinvolti, a partire dalla fase di progettazione e costruzione, in modo da poter ridurre i tempi di organizzazione dell’attività di gestione e migliorarne l’efficienza e l’efficacia.

A tal proposito è fondamentale applicare il principio del “Begin with the end in mind”, stabilendo una strategia ed una serie di requisiti che a monte, definiscano un percorso capace di garantire il successo del lavoro.

Esistono numerosi riferimenti internazionali per l’impostazione di questo processo: best practices come la BIM Project Execution Planning Guide del CIC Research Program, norme come la BS ISO 55000/1/2:2014, o standard come le BS PAS 1192-(2/3/4):2014.

Se orientato alla fase di gestione, un modello BIM diventa un vero e proprio strumento di simulazione, pianificazione ed attuazione per il gestore delle facilities, anche grazie all’approccio tridimensionale correlato agli oggetti parametrici che popolano l’ambiente, rappresentando un valido strumento per garantire il controllo e l’interoperabilità dei dati in modo intelligente. L’obiettivo è quello di semplificare la complessità della realtà per disporre di un modello che sia funzionale a comprendere il funzionamento e la gestione del manufatto edilizio, con una struttura implementabile nelle diverse fasi in modo da garantire un As – Is / As – Built dell’edificio, con i dati significativi che servono per il FM, in una base dati aggiornata, coerente ed affidabile.

Di seguito vengono mostrate le principali applicazioni del BIM per il Facility Management.

Database di informazioni sull’edificio

La creazione di un modello BIM di un edificio permette di organizzarne la conoscenza, aumentando in modo significativo gli output e i dati disponibili, organizzando in modo automatico e strutturato gli elaborati grafici, quali viste o sezioni, e gli abachi dei componenti. Ogni abaco consente di visualizzare tutti i campi relativi al componente, i dati geometrici, gli attributi e relativi parametri condivisi, permettendo un rapido accesso alle informazioni. L’interfaccia grafica 3D facilita la comprensione dell’edificio e la localizzazione spaziale degli elementi.

Inventario e localizzazione dei componenti dell’edificio e degli asset tecnologici

La potenzialità di uno strumento BIM si esprime nella possibilità di caratterizzare il modello, con le informazioni specifiche correlate, sia in forma grafica che numerica, ma soprattutto nella capacità di rispondere ad interrogazioni complesse. Una volta modellati gli oggetti ed inserite le informazioni, è possibile richiamarli in modo strutturato attraverso abachi, impostati per tipologia, garantendo l’aggiornamento automatico dei dati in caso di variazioni. In questo modo è possibile disporre di un quadro completo dei componenti edilizi e degli asset tecnologici presenti all’interno di un locale o dell’intero edificio. Il raggruppamento attraverso abachi di quantità è utile per identificare gli elementi caratteristici dell’involucro e gestirli in maniera intelligente, ricavando ad esempio l’estensione della superficie trasparente rispetto a quella opaca, o per effettuare interrogazioni specifiche a seconda delle necessità.

Space management

Tradizionalmente la gestione degli spazi avviene attraverso l’utilizzo di planimetrie CAD. Grazie al modello BIM è possibile disporre in modo automatico dell’inventario degli spazi dell’edificio, visualizzando tutti i locali presenti nel modello e le relative caratteristiche (superficie netta, volume netto, livello, ecc.) nell’Abaco dei locali. Poiché un dato importante per lo svolgimento delle attività di pianificazione e gestione degli spazi è determinato dalla destinazione d’uso, l’inserimento di questo parametro ha una notevole importanza pratica.

Allo stesso modo, è possibile implementare con i parametri condivisi qualunque tipo di informazione con cui caratterizzare lo spazio, per esempio, valutando gli occupanti e la struttura organizzativa di afferenza dei diversi locali o introducendo le procedure di pulizia per la gestione del servizio di igiene ambientale. Attraverso le informazioni introdotte è possibile tematizzare in modo dinamico delle planimetrie per facilitare la consultazione e la fruizione dei dati. Per effettuare una gestione più efficace ed un aggiornamento più agevole di questo tipo di informazioni è consentita l’interazione con piattaforme Computer Aided Facility Management (CAFM) grazie a specifici plug-in per l’acquisizione automatica dei Facility Data precedentemente definiti.

Operation&Maintenance

Con il BIM al centro delle attività di FM, è fondamentale caratterizzare accuratamente le famiglie degli asset impiantistici, in modo da disporre di un database condivisibile per la popolazione automatica delle applicazioni di Computerized Maintenance Management System (CMMS) per una migliore qualità dei dati. A tal proposito si inizia a diffondere l’idea che il BIM accostato al FM sia di fatto un’operazione verso la sostenibilità, al punto da chiamare il binomio Sustainable Facility Management (IFMA, IFMA Foundation, John Wiley & Sons Inc. BIM for facility managers / Teicholz P. editor, 2013). I parametri di progetto del software parametrico, però, non sono sufficienti a caratterizzare gli elementi del modello sotto questo punto vista, pertanto è necessario introdurre dei parametri condivisi, specifici per le attività manutentive. Nell’immagine di seguito si riporta il set di parametri individuati e ritenuti necessari.

I più importanti risultano essere sicuramente i gruppi di parametri ‘dati del prodotto’, ‘localizzazione’ e ‘collegamenti’ che integrano e completano le informazioni degli elementi. Il gruppo di parametri ‘manutenzione’ serve a definire strategia, tipo, frequenza, costo e durata dell’intervento che si intende valutare, anche al fine di comparare scenari alternativi di intervento. Per migliorare il processo gestionale, è utile l’adozione di una struttura anagrafica per l’edificio, basata su un sistema di articolazione, classificazione e codifica di tutti gli elementi. Questa struttura non è di facile realizzazione, in mancanza di una normativa di riferimento. Per la classificazione, è previsto l’utilizzo della UNI 8290, articolata in tre livelli, a cui si affianca un’ulteriore scomposizione in ‘componente’ e ‘subcomponente’, come suggerito dalla normativa stessa, seguendo ad esempio da altri sistemi classificatori (es. la KKS, per gli impianti). Grazie all’implementazione di questi parametri, risulta possibile ottenere abachi di sintesi per la visualizzazione ed il calcolo dei costi legati alle attività manutentive, oltre che raggruppamenti più dettagliati dei componenti edilizi e degli asset tecnologici. Non è però possibile associare procedure schedulate di manutenzione per l’esecuzione di un’attività, pertanto è necessario il collegamento ad un sistema CAFM o CMMS grazie all’interoperabilità del BIM.

 

Simulazioni energetiche

Il modello, se correttamente impostato, fornisce una accurata caratterizzazione dell’involucro edilizio in termini di geometria e proprietà, dati essenziali per effettuare simulazioni in ambito energetico. Attraverso i formati di scambio e l’interoperabilità, i dati possono essere trasferiti a software energetici specifici, ottimizzando notevolmente la fase preliminare di modellazione energetica dell’edificio. In questo modo, ad esempio, è possibile ottenere la certificazione energetica dell’edificio in modo più preciso, limitando le approssimazioni sulla geometria ed una errata comprensione dell’edificio. Nonostante le potenzialità riconosciute, questo processo si caratterizza ancora dalla perdita di alcune informazioni che devono essere re-imputate manualmente.

Monitoraggio energetico

Parallelamente, il censimento ed il controllo spaziale della componente tecnologica risulta essere un dato significativo per le attività di monitoraggio energetico. Il modello, in quanto database grafico e tabulare, può interagire con le informazioni provenienti dal Building Management System (BMS) e dall’Energy Management System (EMS) in modo da effettuare delle analisi più approfondite in relazione alle caratteristiche fisiche dell’edificio. Può essere utilizzato per tracciare i consumi energetici in relazione agli occupanti, agli spazi o alle unità organizzative, nonché visualizzare in modo grafico gli equipment, come ad esempio i terminali di illuminazione e riscaldamento/condizionamento ed i sensori per l’acquisizione delle informazioni in real-time.

Valorizzazione, ristrutturazione, rifunzionalizzazione

Il modello BIM costituisce un valido supporto per effettuare possibili interventi di riqualificazione, semplificando la fase di analisi e di elaborazione progettuale. All’interno del medesimo modello, infatti, è possibile disporre di elementi che appartengono ad una collocazione temporale diversa, introducendo così il fattore tempo. Attraverso l’Abaco delle costruzioni/demolizioni e la tradizionale visualizzazione “giallo e rosso”, ottenuta attraverso un filtro comparativo delle fasi “Stato di Progetto” e “Stato di Fatto”, è possibile individuare, quantificare e contabilizzare gli interventi edilizi, configurando scenari alternativi.

Risorsa visuale logica ed informativa

Il BIM assume un ruolo centrale nei processi di comunicazione della filiera AEC e, associato alle nuove tecnologie e forme di comunicazione, consente di arricchire la percezione sensoriale dell’ambiente costruito e di stabilire sia con gli utenti che con gli operatori del settore, un alto grado d’interazione. In fase di post-costruzione e gestione dell’opera, la Realtà Aumentata (AR) e Virtuale (VR) sono utilizzate per la visualizzazione dei dati, promuovendo soluzioni avanzate nell’ambito dei processi di manutenzione. La AR, permette di visualizzare geometrie tridimensionali e/o informazioni numeriche, tramite sovrapposizione dinamica dei dati virtuali al mondo reale. La VR permette l’immersione in un ambiente virtuale, generato mediante computer e software, che simula il mondo reale, attraverso l’isolamento di tutti o dei principali sensi umani. La prima tecnica prevede l’utilizzo di smartphone e tablet per la visualizzazione dei contenuti virtuali, la seconda tecnica consiste nell’utilizzo di visori come Google Cardboard (mediante smartphone) o Oculus Rift, che permettono l’immersione dell’utilizzatore nel mondo virtuale. Risulta evidente come le possibilità di utilizzo di queste tecnologie siano innumerevoli; per citarne alcune si può menzionare l’utilizzo degli smart devices e dei visori per la visualizzazione della documentazione di As-is/As-Built, schede di manutenzione di asset specifici, il posizionamento al piano dei principali quadri elettrici e generatori, la visione di insieme della rete tecnologica presente in un determinato ambiente comprensiva degli elementi MEP nascosti da controsoffitti e pavimenti flottanti, il montaggio di alcune componenti particolari dell’edificio, istruzioni operative per la formazione del personale, la visualizzazione di scenari alternativi di intervento. In questo modo le informazioni necessarie per gli interventi di manutenzione sono immediatamente disponibili, senza doverle ricercare, riducendo così gli errori ed ottimizzando i tempi; ossia costituendo un primo approccio per una gestione intelligente ed integrata.

Bibliografia

• Talamo, C. (2014), La gestione integrata delle informazioni nei processi manutentivi. Dall’anagrafica degli edifici ai sistemi BIM. TECHNE 02/2014. Firenze University Press. Firenze, Italia. ISSN online: 22390243.
• IFMA, IFMA Foundation, John Wiley & Sons Inc., (2013), BIM for Facility Managers. P. Teicholz Editor. United States of America. ISBN 978111838213.
• American Institute of Architects, (2013) AIA Document G202-2013 Project Building Information Modeling Protocol Form.
• Osello, A. (2012), Il Futuro del disegno con il BIM per ingegneri e architetti – The Future of Drawing with BIM for Engineers and Architects. Dario Flaccovio Editore. Palermo, Italia. ISBN 9788857901459.
• The Computer Integrated Construction Research Program, (2011) BIM Project Execution Planning Guide. Version 2.1 released May 2011.
• BS ISO 55000/1/2:2014. Asset management – Overview, principles and terminology.
• BS PAS 1192-4:2014. Collaborative production of information Part 4: Fulfilling employer’s information exchange requirements using COBie – Code of practice.
• BS PAS 1192-3:2014. Specification for information management for the operational phase of assets using building information modeling.
• BS PAS 1192-2:2013. Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modeling.
• UNI 8290-1:1981. Edilizia residenziale. Sistema tecnologico. Classificazione e terminologia.

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