Quadro teorico per allineare le tecniche costruttive Lean all’industria edilizia 4.0

Abstract

La grande sfida della società industrializzata contemporanea è l'adozione concreta del paradigma 4. 0: consiste nella interconnessione dell'oggetto fisico alla computazione digitale, attraverso un approccio collaborativo e dinamico (Internet degli oggetti - IoT). La creazione di questa rete di calcolo interconnessa permette di verificare l'efficienza di un sistema di produzione attraverso controlli ricorsivi, che localizza le mancanze e gli errori di produzione nella catena di produzione. Il progressivo miglioramento della qualità della produzione, intesa come approccio ai bisogni e alle prestazioni, è il cuore del paradigma Lean. Nel quadro generale, questi sono gli elementi fondamentali nella condizione attuale del processo di costruzione, che ha un evidente ritardo nell'adozione di tecnologie e tecniche di gestione. In risposta a questa esigenza, la ricerca è orientata alla definizione di metodologie idonee a cogliere le opportunità che il paradigma dell'industria 4. 0 offre al settore delle costruzioni in modo snello: l'obiettivo è, sulla base della revisione della letteratura e delle prove sulle tecniche e sugli strumenti attualmente utilizzati, delineare una metodologia che, utilizzando lo scambio continuo tra dispositivi fisici, centri elaborazione dati e viceversa, possa dare nuovi spazi di applicazione alle metodologie Lean nel settore delle costruzioni. Data la complessità del Processo di costruzione, anche per progetti di piccole e medie dimensioni, è necessario progettare su piattaforme digitali collaborative, come Building Information Modeling - BIM: in questa ricerca, il modello BIM è il punto di partenza per mezzo di un database di proprietà e geometrie dell'edificio.

D'altra parte, vengono indagati tutti i problemi legati all'Utopia BIM, come i limiti dell'interoperabilità, il lento adattamento della catena costruttiva alle procedure di buona pratica e all'uso degli strumenti digitali, nonché la frammentazione del mercato, molto marcata in contesti culturalmente “artigianali", come quello italiano. Questa ricerca descrive, sulla base dei test condotti sulle metodologie esistenti, un quadro teorico per allineare le tecniche di Lean Construction nel settore 4. 0 dell'edilizia. I risultati mostrano quanto sia importante, per raggiungere l'obiettivo dell'ottimizzazione - la core-mission del Lean e del 4. 0 - andare oltre il BIM, nella direzione di implementare le metodologie e gli strumenti esistenti con tecniche di Intelligenza Artificiale, come la simulazione basata su Agenti. Nel quadro proposto, questo è possibile grazie al miglioramento delle capacità BIM con agenti autonomi. Sono modellati secondo le caratteristiche dell'oggetto BIM, ma includono anche regole e obiettivi relazionali. Così, dopo la definizione delle esigenze e dei requisiti del processo di progettazione e costruzione tendono, dopo ogni modificazione avvenuta nell'ambiente di progettazione, a creare un nuovo stato di equilibrio, definito dalla reciproca soddisfazione delle condizioni al contorno: in sintesi, la simulazione degli Agenti permette di definire, dopo ogni modifica progettuale, la condizione di equilibrio soddisfacente rispettando tutti i vincoli che caratterizzano il progetto. Questo potrebbe supportare adeguatamente i progettisti nella risoluzione dei problemi, gestire l'enorme massa di dati che caratterizzano l'edilizia e preservare la qualità del progetto architettonico.