Adriano Castagnone
INTEROPERABILITA’ E STANDARD IFC
2016:rilascio di BIM Inside
Collegamenti diretti con BIM architettonici
www.bims.news
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Dal 1983: software per il calcolo strutturale
2008: socio fondatore di AIST
2006: IFC per Axis VM
2015: modulo IFC output software 3Muri
2009: SAIE 1° convegno su BIM
L’interoperabilità
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1. Cosa
2. Come
3. Chi
4. Quando
L’interoperabilità
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1. Cosa
(Fotografia di Ian Adams.)
Un esempio storico di collaborazione nella costruzione. Innalzamento di un fienile Amish in Ohio.
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Interoperabilità: Cooperazione + Integrazione delle informazioni
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1. Cooperazione: abilità a operare e collaborare in un gruppo; è un agire.
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Passaggio critico: dalla COMPETIZIONE alla COLLABORAZIONE
2. Integrazione delle informazioni: Scambio dati e informazioni all’interno di un progetto
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Integrazione delle informazioni ricavate dai diversi modelli: • Architettonico • Strutturale • Impianti
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BIM: al centro ci sono le Informazioni
Gestione digitale dei processi informativi delle costruzioni.
UNI 11337
ISO 19650
Information management using building information modelling
Anatomia del software BIM
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Progetto tradizionale: creazione disegno Documentazione del progetto attraverso il disegno manuale o con CAD di piante e sezioni (G. Monge)
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Progetto tradizionale: lettura disegno Anche la lettura avviene con interpretazione dei segni grafici e visualizzazione mentale 3D
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OGGETTI PARAMETRICI (+ DATI )
Progettazione con logica BIM: crea un modello 1. Modello virtuale con oggetti parametrici
Anatomia del software CAD
BIM BIM Building Information Model
CAD GIM Geometric Information Model
0,0,0 30,0,0
30,30,0
0,0,300 30,0,300
30,30,300
Libreria
0,30,300
A= 30 B= 30 H= 300
A B
H
MOTORE PARAMETRICO
PER LA GESTIONE
DEGLI OGGETTI
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Linea 0,0,0 30,0,0 Linea 30,0,0 30,30,0 Linea 0,0,0 0,0,300 … Layer…
Pilastro (30, 30, 300) Codice univoco Cls R 25/30 Fornitore:…. Getto iniziato il … Manutenzione…
Anatomia del software BIM
CAD: Rappresentazione geometrica
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BIM: Virtualizzazione edificio tramite oggetti, relazionati tra loro con le informazioni specifiche
+
BIM: il focus è sulle informazioni
CAD: il focus è sui dati
Informazioni: Dati + Struttura
Il ponte da superare: dalla logica del disegno alla logica del modello
16 CAD
BIM
L’interoperabilità
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2. Come
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Due approcci strategici
VS.
CLOSED BIM
DBMS
DBMS DBMS
DBMS
ARCHICAD ® AXIS VM ®
ALLPLAN ® REVIT ®
Software di authoring Hanno caratteristiche differenti tra loro e database proprietari
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DBMS
DBMS DBMS
DBMS
ARCHICAD ® AXIS VM ®
ALLPLAN ® REVIT ®
Il collegamento tra i diversi software non può che essere 1 a 1 (soluzione complessa)
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CLOSED BIM Trasferimento dei dati difficoltoso
DBMS DBMS
DBMS
MOD. ARCHITETTONICO
MOD. STRUTTURALE MOD. IMPIANTI
Il collegamento tra i diversi modelli avviene in modo non trasparente e non gestibile dall’utente
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CLOSED BIM Soluzioni integrate non accessibili
SOFTWARE PER PIU’ DISCIPLINE
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VANTAGGI SVANTAGGI Unico fornitore e certezza delle responsabilità
Vincolato alle politiche commerciali del fornitore
Ottimizzazione della integrazione dei software
Difficoltà o impossibilità a scambiare informazioni con altri software
Soluzione per chi opera autonomamente
Le normative per le opere pubbliche, tra cui la UNI 11337, prevedono solo soluzioni OPEN BIM
CLOSED BIM
La soluzione è l’uso di un formato neutro (ad es. IFC) comune a tutti i software AXIS VM ® ARCHICAD ®
ALLPLAN ® REVIT ® 23
IFC
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VANTAGGI SVANTAGGI
Massima apertura per lo scambio di informazioni con altri software
Possibili difficoltà operative (file IFC sono complicati)
Possibilità di scegliere il software migliore per ogni singolo problema
E’ richiesta una maggiore conoscenza degli aspetti informatici
Maggiore trasparenza
IFC: la struttura
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http://www.buildingsmart.org
IFC: Industry Foundation Classes data model
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IFC è uno standard in grado di trasferire informazioni relative a:
1. Geometrie (oggetti 3d in vari formati)
2. Relazioni (collegamento tra gli oggetti, es. finestra inserita in una parete)
3. Proprietà (materiali, prezzo, ecc.)
4. Metadati (es. dati relativi allo stato del progetto: approvato, in esecuzione, ecc.)
IFC 2x4 comprende 800 entità, 358 proprietà e 121 tipi di dati!
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IFC: Industry Foundation Classes data model
IFC: Industry Foundation Classes data model
Per applicazioni particolari è possibile (e conveniente) sviluppare software «ad hoc» che sfrutta tutte le potenzialità di IFC
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Le problematiche per il software strutturale
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Richieste progettuali PROBLEMATICHE CAD BIM
Elaborati grafici – geometrie Da disegno Da modello 3d con aggiunte
Elaborati grafici – armatura c.a. Da disegno Da modello 3d con aggiunte
Elaborati grafici – acciaio, legno Da disegno Da modello 3d con aggiunte - trasferimento dati a MCN
Relazioni di calcolo = =
Regole di trasmissione e archiviazione dei dati
Vedi capitolato Informativo (CI) sulle modalità di trasferimento dei dati dei modelli
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Richieste progettuali PROBLEMATICHE CAD BIM
Integrazione con altri modelli Vedi capitolato Informativo (CI) sulle modalità di trasferimento dei dati dei modelli
Definizione dei dettagli LOD come da CI
Controllo normativo Code detection
Controllo conflitti (compatibilità con altri modelli)
Clash detection
2°: modello geometrico strutturale
3°: modello di calcolo - FEM
1°: modello architettonico
Modello architettonico e modelli strutturali
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Caratteristiche del calcolo FEM:
modello geometrico modello di calcolo - FEM
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1. Gli elementi strutturali sono introdotti con segmenti che indicano assi e piani medi degli elementi
2. Il calcolo FEM richiede NODI COMUNI agli elementi, attraverso i quali si realizza la continuità strutturale
Caratteristiche del calcolo FEM
• Il passaggio diretto non sempre è possibile, sono necessarie operazioni di adattamento tra i modelli
• Molte operazioni sono automatizzabili
• E’ comunque necessario un controllo finale
Considerazioni circa uso IFC da modello architettonico a strutturale
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Le proposte di STA DATA
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Il software STA DATA
Axis VM: solutore di calcolo FEM e moduli verifiche e disegni ferri secondo NTC
3Muri: calcolo strutture in muratura e miste, nuove ed esistenti con metodo
BIM Inside: gestore file IFC per controllo e acquisizione dati
Calcolo strutturale
Gestore file IFC
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Solutore FEM BIM oriented (oggetti e funzionalità tipiche di BIM authoring)
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Il software FEM per il BIM strutturale
Input ad oggetti parametrici (travi, pilastri, solai, muri, …)
1. Collegamento con BIM architettonici
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Il software FEM per il BIM strutturale
Elaborazione modello 3d e tavole 2d
Creazione automatica della sezione verticale
A
A
Sez. A-A
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Il software FEM per il BIM strutturale
Elaborazione modello 3d e tavole 2d
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Moduli per verifiche secondo NTC
Calcolo e disegno 3d armature Verifica di travi, pilastri, setti, plinti e travi di fondazione e disegno delle armature
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Il software per le murature BIM Passaggio dal modello strutturale al modello architettonico – esportazione oggetti
Modello BIM Modello 3Muri Modello BIM
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• Gestore di file IFC • Interrogazione e misura di file IFC • Ambiente CAD per elaborazione file IFC • Crea i dati per passaggio verso 3Muri e Axis
VM
L’interoperabilità
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3. Chi
UNI 11337 – 5 Flussi informativi nei processi digitalizzati
oGI = offerta per Gestione Informativa
pGI = piano per Gestione Informativa
Committente: progetta il progetto con il capitolato informativo
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Revisione della struttura organizzativa e dei processi
Figure del processo digitale
Coordinatore delle informazioni (BIM Coordinator)
Gestore delle informazioni (BIM Manager)
Modellatore delle informazioni (BIM Modeler)
Livello tecnico gestionale
Livello operativo
L’interoperabilità
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4. Quando
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13. 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).
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.
D. Lgs. 18-4-2016 n. 50 – Codice Appalti Art. 23 Par. 13
La richiesta di interoperabilità è condizionata dal livello di sviluppo del BIM UNI 11337: 5 MATURITÀ DIGITALE DEL PROCESSO DELLE COSTRUZIONI
50 Livello 0
Livello 1
Livello 3
Livello 4
Livello 5
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Livello 2: interoperabilità su modello unico integrato
ARCHITETTONICO STRUTTURALE
ESPORTAZIONE IFC
IMPORTAZIONE IFC
ESPORTAZIONE IFC
IMPORTAZIONE IFC
1
2
3
Il modello finale (3) integra tutte le informazioni (1) + (2)
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Il modello finale (3) contiene tutte le informazioni (1) + (2) in modo distinto
Livello 2: interoperabilità su modello federato
ARCHITETTONICO STRUTTURALE
ESPORTAZIONE IFC
IMPORTAZIONE IFC
ESPORTAZIONE IFC
IMPORTAZIONE IFC
1
2
3
BIM SERVER
ARCHITETTONICO
STRUTTURALE
IMPIANTI
COMPUTO
PROJECT MANAG.
MANUTENZIONE
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Livelli 3 e 4 integrazione completa
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56
57
58
Esempi ed applicazioni
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60
Ai livelli di interoperabilità corrispondono pari livelli di difficoltà operativa?
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Ai livelli di interoperabilità corrispondono pari livelli di difficoltà operativa?
1 3 2 4 5 0
1
10
100
1000
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1. L’interoperabilità
2. L’anatomia di un software BIM
3. Open BIM e Closed BIM
5. La compatibilità dei software BIM riguardo ai file IFC
6. Le problematiche per il software strutturale
4. Il Capitolato Informativo e l’interoperabilità
A chi conviene il BIM?
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Analisi economica costi di progettazione rispetto a progettazione tradizionale
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Maggior costo
Minor costo
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Il maggior costo del progetto sarà sempre minore degli errori di costruzione
Il Capitolato Informativo
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Il Capitolato Informativo
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Def. di CI da UNI 11337:Esplicitazione delle esigenze e dei requisiti informativi richiesti dal committente agli affidatari.
Redatto a cura del Committente è il documento che regola tutti gli aspetti rilevanti del processo di digitalizzazione del progetto, tra cui l’interoperabilità
Il Capitolato Informativo
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Parte tecnica: • Tipo di hardware e software richiesti • Formati dei dati per lo scambio • Sistemi di coordinate • Competenze richiesta all’affidatario • I comandi IFC da usare
Il Capitolato Informativo
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Parte gestionale: • Usi ed obiettivi dei modelli e degli
elaborati informativi; • Livelli di sviluppo degli oggetti (LOD) • Ruoli, responsabilità • Proprietà del modello; • …