Megatrend nel settore delle costruzioni

Oggi quello delle costruzioni è uno dei settori più attivi in termini di investimenti nelle nuove tecnologie. Negli ultimi tre anni, le startup nel campo della tecnologia delle costruzioni (Contech) hanno ottenuto a livello globale oltre 6 miliardi di CHF di investimenti. Varie nuove società di capitale di rischio e/o rami di società di investimento investono specificamente in Contech. La ConTech Map mostra alcune di queste promettenti nuove startup, incluse varie nuove società fondate in Germania e in Svizzera.

Tuttavia, al di là delle imprese startup, quali sono alcuni dei megatrend in crescita in termini di innovazione nel campo delle costruzioni? Oggi vedo tre megatrend pronti per l’applicazione su progetti infrastruttuali e di edifici.

Giorno 35 del progetto simulato nella Überlandstrasse, condotto utilizzando il software ALICE degli studenti della ETH Zurigo. Ogni colore costituisce un diverso appaltatore commerciale e luogo di lavoro.

1 Intelligenza artificiale

Il primo è l’applicazione della classica intelligenza artificiale, per creare sistemi esperti e aumentare la conoscenza di manager e ingegneri delle costruzioni. Un esempio è l’uso di una programmazione generativa delle costruzioni. Il software sviluppato da ALICE technologies può aiutare un programmatore esperto a creare delle ricette per la costruzione di uno specifico oggetto basato sul progetto del Building Information Model (BIM). Il software può generare milioni di potenziali programmazioni di progetto, che il team di progetto può ulteriormente analizzare, per poi selezionare la migliore. Nei miei corsi insegno agli studenti come comprendere l’algoritmo e la teoria dietro a questi approcci di intelligenza artificiale alla pianificazione della costruzione. Nel 2018, due studenti della ETH Zurigo hanno utilizzato ALICE per il progetto di Implenia nella Überlandstrasse e hanno confrontato i risultati con la programmazione proposta, creata utilizzando Takt Planning.

2 Reality Capturing

Il secondo è la visione artificiale, che può aiutare a catturare e ricreare l’ambiente costruito sotto forma di gemelli digitali utilizzabili. In passato, quando le società desideravano ricreare un modello BIM utilizzando la scansione laser, potevano servire giorni di lavoro manuale sul software per creare un’accurata rappresentazione in 3D dello spazio esistente. Oggi, quel processo può richiedere qualche ora o addirittura minuti. I ricercatori di spicco, tra cui il Dr. Iro Armeni alla Cattedra di Edilizia innovativa e industriale, hanno sviluppato nuovi metodi di visione artificiale per comprendere il contesto delle nuvole di punti e delle foto digitali e trasformarli in un modello BIM arricchito. Questa ricerca viene ora realizzata nella prassi del settore da varie imprese startup leader. Un esempio è dato da Reconstruct, una nuova impresa che si serve di un drone per catturare la realtà. Tali imprese uniscono gli aggiornamenti di progresso quotidiani al Building Information Model e alla pianificazione di progetto per consentire un monitoraggio in tempo reale delle costruzioni. Una società di questo tipo, chiamata Scaled Robotics, utilizza la robotica di campo, come robot SPOT della Boston Dynamics, al fine di ricreare delle rappresentazioni interne dello spazio. Implenia ha già collaborato con Scaled Robotics per un’implementazione di prova.

3 Costruzione industrializzata

Il terzo è l’applicazione della costruzione industrializzata, che continua a crescere nonostante il recente fallimento ad alto profilo della società Katerra. A livello internazionale, ci sono state nuove startup o iniziative che si avvalgono della costruzione modulare, del kit di parti, della stampa in 3D o di altri metodi di fabbricazione digitale per aumentare la qualità e ridurre le pianificazioni di progetto. Il trend sembra spostarsi da modelli aziendali a integrazione verticale a modelli più flessibili. Definiamo questo modello aziendale «integratore digitale di sistemi» o «orchestratore» perché si focalizza sulla coordinazione della catena di fornitura e sull’industrializzazione, evitando gli elevati costi di proprietà e di gestione di una fabbrica. Infine, sembra che la stampa 3D sia finalmente scalabile sul mercato, come evidenziato da numerosi nuovi sforzi andati a buon fine in Svizzera e in Germania.

Come punto finale, si potrebbe osservare che il Building Information Modeling (BIM) non è elencato sopra. Credo che il BIM non sia più una tecnologia nuova. Il BIM è il nuovo standard per la gestione dei progetti di costruzione. La maggior parte dei trend di Contech presuppone un modello aggiornato BIM per un progetto. In questo caso, vedo Svizzera e Germania in ritardo ma, al contempo, sembrano recuperare rapidamente nel mettersi al passo con il livello internazionale. In futuro puntiamo a formare e sviluppare manager con abilità digitali nel campo della costruzione. I team di progetto nel campo delle costruzioni non possono più far affidamento su team tecnologici centralizzati che eseguano il BIM per loro. Le abilità di gestione digitale dell’ingegneria deve estendersi ai membri dei team di progetto giorno dopo giorno.

IL NOSTRO AUTORE OSPITE

Questo articolo è stato scritto da Daniel Hall, Professore assistente di edilizia innovativa e industriale presso il Dipartimento di Ingegneria civile, ambientale e geomatica dell’ETH Zurigo. Il tema generale della sua ricerca è quello di migliorare la governance, la produttività e l’innovazione nei progetti di costruzione attraverso una trasformazione da metodi di consegna di prodotti frammentati a nuovi modelli organizzativi che integrano la catena di approvvigionamento del settore delle costruzioni frammentato verticalmente e orizzontalmente.

Contatto Daniel Hall hall@ibi.baug.ethz.ch