Coordinamento e Pianificazione 4D - 5D su protocolli documentali e openBIM (IFC)

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA

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Scarparo Paolo 612993-IEA [email protected]

P R O G R A M M A Z I O N E O P E R AT I VA S C O M P O S I Z I O N E C L A S S I F I C A Z I O N E B I M

Coordinamento e Pianificazione 4D – 5Dsu base documentale e attraverso protocolli openBIM

(IFC)Laureando: Scarparo Paolo

Relatore: Prof. Giorgio Croatto

Correlatore: Ph.D Carlo Zanchetta

09/03/2016

Coordinamento e pianificazione 4D – 5D

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OBIETTIVI TESI


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Analisi Complessità degli Organismi Edilizi

Obiettivi Tesi

Strumenti per Gestire la Complessità

Strumenti per Qualificare il Sistema Edilizio

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PROGRAMMAZIONE

OPERATIVA


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S C O M P O S I Z I O N E C L A S S I F I C A Z I O N E B I MP R O G R A M M A Z I O N E O P E R AT I VA

Manifatturiero Vs

Edilzio

Manifatturiero: Raddoppiato.Edilizio: Stagnante.

Falso positivo: Crisi Mondiale.

Produttività: Manifatturiero Vs Edilizia

(Teicholz, 2001)


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26%

62%

12%Non-Valued AddedValued AddedSupport Activ-ity

Manifatturiero

57%

10%

33% Non-Valued AddedValued AddedSupport Activ-ity

Edile

Vs

(CSI, 2009)


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Investimenti AEC/FM=1’200x109 (miliardi) $


Valore disperso=1.2 × 1012× 57%= 684×109 $

Valore disperso= 684 MILIARDI $/ ANNO


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Organismi Edilizi: Ciclo di Vita

“Il modo in cui le cose agiscono, non è così importante come il modo in cui esse intreragiscono”

John P. Lewis

(Orlandini, 2015)

Ciclo di Vita

$


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Programmazione Operativa: Costi del Progetto

“Il modo in cui le cose agiscono, non è così importante come il modo in cui esse intreragiscono”

John P. Lewis

Costi in fase progettuale:Decrescenti

Necessità di Coordinamento e Pianificazione.

Costi modifiche progettuali:Cecrescenti


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Iron Triangle

“Fast - cheap - good; you can have any two”

IRON TRIANGLE

• Esiguità di Mezzi• Principio di Economia

Problemi manageriali:

Minimizzazione delle RisorseResources

Performance

Time Cost


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Iron Triangle – Interdipendenze

Interdipendenze

Costi Prezzo ElementoCosti Tempi esecuzione

Tempi ElementoPrestazioneElemento

ELEMENTO TECNICO


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Tempi

Dipendono da:

Lavorazioni Elemento Tecnico

Posa in opera dell’ Elemento Tecnico

$

Costi

Dipendono da:

Costo Elemento Tecnico

Tempo di Realizzazione

WP=> Elemento Tecnico

Tutto viene ricondotto all’Elemento Tecnico

Relazione con i Work Package => WBS

Iron Triangle – Elemento Tecnico

Prestazioni

Dipendono da:

Elemento Tecnico


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Durata Ottimale

Obiettivo PO Durata Ottimale di Cantiere PO Programmazione Operativa

Durata Ottimale Punto di Ottimo Analitico

Intersezione: Costi Diretti – Costi Indiretti

Minimo Costi Totali

Durata Ottimale


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Legge di Pareto

Mancanza di fattori condizionanti il problemaTecnica per l’individuazione di fattori condizionanti

In Riferimento agli Elementi Tecnici, ed alle voci di computo che generano

È possibile individuare:20% voci/elementi, condizionati l’80% valore

Non analizzati i processi di attuazione dell’opera

rischio di non individuare fattori estremamente condizionanti. Fondamentali i processi attuativi dei progetti.


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Strumenti: Gantt

Stima delle Durate• Esperienza• Incidenza della Mandopera (%)

Programmazione Operativa (PO)

Attività Vincolate

Cammino Critico (Critical Path)

Inventato nel 1917

Laurence Gantt

Migliorato negli anni ‘50

Migliorie&

Implementazioni

• Vincoli logici• Livello Completamento• Milestone• Calendari• Supporto Informatico• Refresh• Canvas Grafico• Database di supporto• Risorse assegnate

Diagramma di Gantt

Ascisse Base TemporaleOrdinate Lavorazioni

Barre orizzontali rappresentanti le Durate delle varie lavorazioni


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Incidenza della Manodopera (%)

“Il rapporto tra: il prezzo della manodopera di una lavorazione ed il prezzo della lavorazione stessa, Quindi si configura come un numero puro.”

• 1 risorsa orario lavorativo = 8h/gg; paga oraria = 25€/h;• Opera edile costo = 2000€; Incidenza (%) = 20%• Costo manodopera 2000*20% = 400€

Stima dei Costi

Ricondursi ai Prodotti

Incidenza della Manodopera (%)

%


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Strategie di Programmazione

Serie Vs Parallelo

Lavorazioni Parallele

Grado di Sovrapposiz.

Risparmio di Tempo

Squadre Specializzate Sovrapposizione Parziale

Risparmio di Tempo & Aumento Qualità

Lavorazioni Cicliche “Ciclo For”

Sgravio Computazionale

Lavorazioni Cicliche

Nessun vantaggio

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WBSWork Breakdown Structure


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S C O M P O S I Z I O N E C L A S S I F I C A Z I O N E B IMP R O G R A M M A Z I O N E O P E R AT I VA

WBS

Scomposizione analitica dei Progetti

WBS Work Breakdown Structure

Mancanza di disciplina,Standardizzata e Normata

In letteratura si trovano diverse dimensioni della WBS

WBS:• Lavorazioni• Attività• Multidimensionale


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WBS: Sottostrutture

Obiettivo Tesi

Gestire 4D & 5D

In funzione degli Elementi Costituitvi Progetto

Elemento Tecnico (PBS+ZBS)

Per creare disciplina

Si analizzano le dimensioni della WBS

Diverse dimensioni:

• Product breakdown structure (PBS)• Assembly breakdown structure (ABS)• Zone breakdown structure (ZBS)• Phase breakdown structure (PhBS)• Functional breakdown structure (FBS)• Spatial breakdown structure (SBS)• Organization breakdown structure (OBS)

BIM Modello digitale di Zone e Prodotti

Sia dal punto di vista Prestazionale che dal punto di vista dell’Organizzazione dei processi attuativi


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WBS: Product Breakdown Structure

PBS Product Breakdown Structure

PBS:• Prodotti• Elementi Tecnici• Semilavorati• Corpi d’Opera

Implementazione di Oggetti come Istanze

Contatore

Sgravio Computazionale


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WBS: Zone Breakdown Structure

ZBS Zone Breakdown Structure

ZBS:• Orizzontale Griglie• Verticale Livelli /

Impalcati

Locali

Unità Funzionali Spaziali


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WBS: Dimensioni Essenziali

Lamers, 2002Harrison & Lock, 2004 Moine, 2013 Proposta Tesi, 2016

2D matrixWBS+OBS

3D matrixMancano info Zona

3D matrixMancano info Risorse

Ibrid matrixProdotto+Zona Risorse

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CLASSIFICAZIONE


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“Lo standard è una cosa talmente bella che ognuno dovrebbe farsi il suo.”Bill Gates

Necessità di Classificazione e Standard

Per implementare una politica di innovazione e standardizzazione dell’industria AEC diventa fondamentale ricondurre WBS e elementi costitutivi progetto a sistemi di classificazione. E tra questi risultano interessanti quelli riguardanti il prodotto.

Innovazione

WBS

Elemento Tecnico

Classificazione Standard

Orientata al Prodotto


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Sistemi di Classificazione: Gerarchici Vs Multidimensionali

SINGOLO ALBERO GERARCHICO

• Orizzontalità• Complessità• Flessibilità

Sistemi Multidimensionali(Sistema a Faccette)

Molteplicità di Parametri

• Verticalità• Semplicità• Rigidità

Sistemi Gerarchici(Dendrogramma)

Singolo Parametro

MOLTEPLICITÀ ALBERI GERARCHICI


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Uni 8290

Prodotti

SISTEMI AD ALBEROSi tratta di sistemi gerarchici, con struttura ad albero.Ricerca su un UNICO PARAMETRO.

OmniClass

UniFormatMasterFormat

UniClass

ProdottiDocumenti

Sistemi di Classificazione Analizzati

SISTEMI MULTIDIMESIONALISi tratta di sistemi A FACCETTE, con più dimensioni.Ricerca orizzontale su un PIÚ PARAMETRI.

Uni 10723

Fasi Progettuali

CI/SfB

ProdottiLavorazioniDocumenti


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OmniClass: Struttura

OmniClass

UniFormat• Prodotti prefabbricati• Corpi d’opera• Elementi complessi• Costi• Elementi astratti

MasterFormat• Prodotti specifici

• Dettagli costruttivi

• Semilavorati• Materiali

Vantaggi Omniclass:• Ampio Spettro

• Multidimensionale• Implentato in BIM• ISO Compliant• IFC Compliant

OmniClass

UniFormatMasterFormat

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PIATTAFORMA BIMBuilding Information Modeling


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BIM: Multidisciplinarietà

Multidisciplinarietà Coordinamento Curva di MacLeamy, Integrazione dei Sistemi


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BIM: Modellazione Parametrica

Parametro Fase

Filtro delle Fasi Parametro Costo

Modello digitale di Prodotto DataBase

Modello Parametrico, con particolare riguardo per i parametri:• 4D• 5D

Necessità di scambio scambio del DataBase

Vari Applicativi Dedicati Modello in Filiera

Value Adding


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IFC: Interoperabilità

IFC Formato InterperabileIFC Open Source

Mettere il modello in filiera permette di creare Value Adding al’intero processo.

Sviluppato da BuildingSMART


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IFC: Interoperabilità

Tutto il modello descritto da relazioni logiche

Scambio modello tra SW Value Adding

Interoperabilità:• Direzionale• Bidirezionale

Ingegneria del Value Adding

Indagare modelli su altri SW


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IFC: Relazioni

IFC struttura layer gerarchica e modulare

Comunico solo con livello infariore

IFC rappresenta esattamente le Relazioni di carattere Funzionale e Prestazionale

Corretta disciplina Progettuale e di Programmazione Operativa

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ESEMPI OPERATIVIResidenza Sanitaria Assistenziale


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Corsico (MI)

Residenza Sanitaria Assistenziale Corsico (MI)

Città Metropolitana di

MilanoRSA

Corsico


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BIM: RSA Corsico


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BIM: Mappatura WBS

Mappatura:• Assembly Code• KeyNotes

PBS

Interferenza:• Prodotti• Zona

WBS


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BIM: Abachi

Possibilità di interrogare il modello all’interno delSoftware BIM Abachi

Strutture dati povere di informazione e di struttura

Migrazione verso SW esterni


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VisionCPM: Relazioni DataBase

Necessità di migrazione verso software esterni. VisionCPM permette di gestire il 4D e 5D, relazionando vari database, supportando il modello informativo in formato IFC.

Coordinamento dell’Informazione Tecnica


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VisionCPM: Traduzione Listini

VisionCPM permette di compilare matrici di traduzione tra listini Cliente Progettista Project Manager Impresa Cliente

Diversi tipi di relazione

Uno a Uno 1 1

Uno a Molti 1 N

Molti a Uno N 1


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VisionCPM: Modelli IFC

VisionCPMImportare Listini

Importare modelli IFC FiltrarliMigliorare Coordinamento dell’Infomrazione Tecnica


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VisionCPM: Analisi Prezzi

Analisi Prezzi in VisionCPMAnalisi Prezzi Voci di Listino ed Incidenze della Manodopera

Durate Unitarie Vincoli e Risorse

Analisi Prezzi in VisionCPMAllocando Risorse variano le Durate delle lavorazioni, secondo la

relazione stabilita in Analisi Prezzi


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VisionCPM: Legge di Pareto

Legge di Pareto in VisionCPMCruscotti di analisi Incidenze delle voci sul Totale

Export Exel Ordinamento per incidenza Individuazione Voci Principali


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VisionCPM: EVM – Bubble Chart

EVM in VisionCPMBubble Chart

Indicatori per lavorazione

Pesati sul valore


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RICERCA

Ricerca Scientifica e Sviluppo

Interesse Scientifico di ricerca e sviluppo:

• Accademico• Professionale

Ad oggi l’utente:• alloca Risose• stabilisce Vincoli

IFC contiene le informazioni afferenti a:• Risorse• Vincoli

Ad oggi nessun SW legge il patrimonio informativo IFC.Interesse scientifico è capitalizzare l’informazione

Raggiungimento di tali obiettivi migliora la produttività nell’industradelle costruzioni.


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Analisi Organismo Edilizio Complesso

Conclusioni

Strumenti di Gestione della Complessità WBS

Qualificare il Sistema Edilizio BIM (IFC)


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Ringraziamenti

UNIVERSITÀDEGLI STUDIDI PADOVA

Laureando: Scarparo Paolo

Relatore: Prof. Giorgio Croatto

Correlatore: Ph.D Carlo Zanchetta

09/03/2016

Scarparo Paolo

[email protected]

Credits:

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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