L`EVOLUZIONE DEL SOFTWARE Andrea Dari Vi sono due

L’EVOLUZIONE DEL SOFTWARE
Andrea Dari
Vi sono due evoluzioni che caratterizzano il mondo del software che riguarda il settore delle
costruzioni:
 Evoluzione tecnica
 Evoluzione tecnologica
La prima è quella più percepita e conosciuta dai professionisti, e riguarda la produzione di software
in grado di affrontare in modo sempre più specialistico le diverse problematiche del mondo delle
costruzioni, aggiornandosi alle nuove versioni delle norme nazionali e internazionali.
La seconda è però quella più importante perché è quella che potrà cambiare radicalmente il modo di
progettare, e forse molto di più.
Alcuni degli elementi chiave di questa evoluzione tecnologica sono:
 Lo sviluppo dei software BIM
 Gli Open Data
 La Progettazione Tridimensionale
 La crescita degli Open Source
 Le potenzialità delle Interfacce grafiche
 La velocità delle Reti di connessione
Partiamo dal BIM perché è l’innovazione che coinvolge più soggetti del ciclo edilizio e può
incidere in modo più netto sui costi di costruzione.
Che cosa è il BIM: Building Information Modeling, o BIM, è il processo di creazione e gestione
del modello d'informazioni di un edificio.
Non solo è un semplice modello 3D in un computer, l'edificio virtuale contiene informazioni molto
dettagliate sui materiali da costruzione e loro caratteristiche. Si tratta di una banca dati
tridimensionale che tiene traccia di tutti gli elementi della costruzione. Queste informazioni possono
includere la superficie e il volume, le proprietà termiche, le descrizioni delle camere, prezzi,
informazioni sulle specifiche di prodotto, finestre, porte e finiture, e altro ancora.
Le informazioni possono riferirsi all'intero ciclo di vita del manufatto edilizio, dalla fase progettuale
a quella di uso e manutenzione, passando per la fase di realizzazione.
Il modello così generato può essere utile per calcoli, verifiche e analisi.
Questo, una volta appreso, concede piena libertà di concentrarsi sulla progettazione (intento
tecnico-creativo di sintesi dell'oggetto) e non sul disegno (intento rappresentativo dell'oggetto) che
diviene automatizzato, idem per costi, quantità, modelli di calcolo delle strutture, verifiche,
documentazioni, versioni, revisioni, ecc...
L'adozione del BIM comporta quindi una drastica riduzione dei tempi di elaborazione e
redazione del progetto architettonico nonchè della sua realizzazione, seguendone l'intero ciclo
di vita, ottimizzandone consumi e prestazioni. Tutto questo in ultima analisi si traduce una
consistente riduzione dei costi: di progettazione, di realizzazione e di manutenzione.
Se ne sono accorti i Paesi Anglosassoni e scandinavi, che hanno avviato iniziative nazionali e
governative per supportare l’adozione della tecnologia BIM nell’industria delle costruzioni con
progetti sperimentali e di standardizzazione (Australia, il Canada, la Danimarca, la Finlandia, la
Norvegia, il Regno Unito, Singapore e gli Stati Uniti), soprattutto in Finlandia il BIM è ormai una
realtà, avendo superato da tempo la fase sperimentale.
Qual è il primo effetto del BIM: ridurre drasticamente l’uso della carta.
Prima di introdurre il BIM e fare ragionamenti sulla tradizione e l’innovazione occorre chiedersi
perché dopo così tanti decenni e milioni di euro spesi in ricerca e sviluppo nell’IT per l’industria
delle costruzioni, tutti i progetti, anche quelli più prestigiosi e di successo, richiedono ancora una
grande quantità di documenti cartacei per gestire l’intero processo.
Le domande alle quali bisogna tentare di dare una risposta sono essenzialmente tre:
1. Come l’industria delle costruzioni utilizza le informazioni al momento attuale?
2. Quali sono le caratteristiche degli attuali strumenti IT?
3. Come l’industria delle costruzioni percepisce quale dovrebbe essere un uso appropriato
dell’IT?
La frammentazione della natura dell’industria delle costruzioni e l’utilizzo di rappresentazioni
incomplete come i disegni bidimensionali (non importa se realizzati a mano o con il CAD) hanno
storicamente lavorato per settori (architettonico, strutturale, impiantistico, ecc.) e per fasi
(progettazione, realizzazione, gestione e manutenzione).
Questo ha portato ad un inevitabile utilizzo delle informazioni in maniera differenziata e ad
una moltiplicazione di software proprietari molto specialistici.
In questo momento, tra le varie macro-attività del processo edilizio, quella progettuale si pone
sicuramente al centro della questione sull’utilizzo di nuove tecnologie perché il corretto impiego di
strumenti adeguati da parte dei progettisti può dare prospettive di ampio respiro, in termini di
qualità, all'intero processo.
In tale contesto il BIM, inteso come Building Information Modelling, si pone come un nuovo
approccio alla progettazione e alla costruzione, in cui una rappresentazione digitale dell’intero
processo è utilizzata per facilitare lo scambio delle informazioni in formato digitale grazie alla
interoperabilità tra i software. Non solo la geometria deve essere definita in maniera accurata dal
modello (building information model), ma il database che ad esso è associato deve contenere anche
molte altre informazioni relative ai materiali, ai costi, ai tempi di realizzazione e così via.
Lo scopo complessivo della metodologia BIM è dunque quello di essere in grado di raccogliere un
dato in maniera gerarchica e renderlo disponibile agli altri in seguito, durante l’intero ciclo di vita di
un manufatto. Per questo motivo è importante definire in maniera standardizzata chi inserisce le
diverse tipologie di dati e in quale sequenza, in modo tale che ogni dato venga inserito una sola
volta. Pertanto, affinché il BIM possa essere implementato con successo, è essenziale che i membri
del team abbiano ben chiaro l’utilizzo futuro dell’informazione che stanno sviluppando, e questo
richiede una rivisitazione complessiva dell’attuale sistema di comunicazione all’interno del
processo edilizio basata su un impiego intelligente dei sistemi di IT.
È evidente che in questo contesto l’interoperabilità tra i software assume un ruolo essenziale
poiché ad essa è affidato il ruolo di consentire il passaggio dei dati tra applicazioni in maniera
automatica senza perdita di dati.
Vi sono quindi formati normati, che pian piano si stanno affermando sul mercato, senza però
garantire una risoluzione definitiva alla importazione ed esportazione dei dati.
Pertanto, in Italia, come in realtà nella maggior parte del mondo, molto lavoro rimane ancora
da fare per garantire ai professionisti un sistema BIM perfettamente funzionante.
Ovviamente il compito è demandato a ricerche multidisciplinari che vedono coinvolti i diversi attori
del processo edilizio, ai quali viene chiesto di lavorare in sinergia con gli specialisti dell’IT.
In questo quadro di esigenze si inseriscono i due progetti di ricerca che vengono brevemente
richiamati qui di seguito.
Il primo, Smart Energy Efficient Middleware for Public Spaces - SEEMPubS, è un progetto il cui
obiettivo è quello di definire una metodologia, facilmente riproducibile in diverse realtà europee,
finalizzata alla riduzione di emissione di CO2 realizzando un sistema ICT intelligente di
monitoraggio e controllo del consumo energetico negli edifici e negli spazi pubblici esistenti, anche
storici. Per mettere a punto tale sistema è stato realizzato un modello parametrico del campus del
Politecnico di Torino, assunto come dimostratore, e diversi test sono in corso per ottimizzare il
processo di scambio dei dati con i software per le simulazioni energetiche e per il FM. Altre
sperimentazioni sono in atto per rendere disponibili ai diversi utenti (studenti, impiegati, tecnici,
energy manager, ecc.) i dati del modello e dei sistemi ICT attraverso l’impiego di QRCode e Realtà
Aumentata utilizzando smartphone e tablet.
Poiché la metodologia adoperata è ovviamente quella BIM, uno degli scopi di questo progetto è
anche quello di arrivare a standardizzare i dati che devono essere inseriti nelle diverse fasi di
utilizzo con i differenti software, affinché ogni dato possa essere inserito una volta sola senza essere
mai duplicato, per evitare inutili perdite di tempo ed inevitabili propagazioni degli errori.
Il secondo, InnovAnce, è un progetto il cui obiettivo è quello di creare una banca dati su base BIM
di libero accesso contenente tutte le informazioni di natura tecnica, scientifica, economica, legale,
ecc., utili alla filiera delle costruzioni.
Al termine di questi lavori sono attesi sviluppi significativi per il reale utilizzo del BIM anche in
Italia dove, per altro, diverse università hanno da tempo iniziato a preparare i propri studenti (i
professionisti del futuro) ad utilizzare questa metodologia come base innovativa della propria
formazione.
L’interoperabilità è quindi alla base dello sviluppo del BIM.
Oggi l’interoperabilità del software, ovvero la capacità di diversi sistemi e servizi tecnologici di
comunicare e scambiare informazioni tra loro e con altri sistemi secondo standard condivisi, è
considerata una caratteristica di primaria importanza. È evidente quindi la necessità, oltre alla
disponibilità di codice, che tutti i principali attori e fornitori IT creino e condividano degli
standard.
Per questo motivo due altre sfide si aggiungono oggi all’evoluzione moderna del software:
 Open data
 Open Source
Arrivare a un diffuso concetto di Open Data porterebbe vantaggi enormi non solo per il mondo
della progettazione ma per l’intera collettività.
I dati aperti, comunemente chiamati con il termine inglese OPEN DATA anche nel contesto
italiano, sono alcune tipologie di dati liberamente accessibili a tutti, senza restrizioni di copyright,
brevetti o altre forme di controllo che ne limitino la riproduzione.
Gli open data fanno di frequente riferimento a informazioni rappresentate in forma di database e
riferite alla tematiche più disparate, ad esempio: cartografia, genetica, composti chimici, formule
matematiche e scientifiche, dati medici e pratica, delle bioscienze, dati anagrafici, dati governativi,
ecc.
Vi sono alcune difficoltà oggettive che impediscono alla pratica dei dati aperti una larga diffusione.
Uno dei problemi principali spesso riguarda il valore commerciale che gli stessi dati, visti sia in
forma puntuale che aggregata, possono avere. I dati sono di frequente controllati da
organizzazioni, sia pubbliche che private, che spesso mostrano reticenza di fronte alla possibilità di
diffondere il proprio patrimonio informativo. Il controllo sui dati può avvenire attraverso
limitazioni all'accesso, alle licenze con cui vengono rilasciati, ai diritti d'autore, brevetti e diritti di
riutilizzo.
Di fronte a queste forme di controllo sui dati, e più in generale sulla conoscenza, i sostenitori
dell'Open Data affermano che tali restrizioni siano un limite al bene della comunità e che i dati
dovrebbero essere resi disponibili senza alcuna restrizione o forma di pagamento. Inoltre, è
importante che i dati, dopo essere stati pubblicati, siano riutilizzabili senza necessità di ulteriore
autorizzazione, anche se determinate forme di riutilizzo (come la creazione di opere derivate) può
essere controllato attraverso specifiche licenze (ad esempio Creative Commons, GFDL).
Una rappresentazione tipica della necessità dell'apertura dei dati viene proposta in una
dichiarazione di John Wilbanks, direttore esecutivo dello Science Commons:
«Numerosi scienziati hanno sottolineato con ironia che proprio nel momento storico in cui
disponiamo delle tecnologie per consentire la disponibilità dei dati scientifici a livello globale e dei
sistemi di distribuzione che ci consentirebbero di ampliare la collaborazione e accelerare il ritmo e
la profondità della scoperte... siamo occupati a bloccare i dati e a prevenire l'uso di tecnologie
avanzate che avrebbero un forte impatto sulla diffusione della conoscenza».
Inoltre accade spesso che gli stessi creatori di dati sottovalutino l'importanza degli stessi e non
considerino la necessità di precisare le condizioni della proprietà intellettuale, delle licenze e del
loro riutilizzo. Ad esempio, molti enti (siano essi di natura scientifica o governativa) per mancanza
di consapevolezza dell'importanza dei propri dati non prendono in considerazione l'ipotesi di
rilasciarli con licenze aperte. La mancanza di una determinata licenza che certifichi la possibilità
di riutilizzare i dati rende difficile determinare lo stato di un insieme di dati e ne limita l'uso.
Torniamo al tema dei software tecnici e all’interoperabilità e si pensi alle potenzialità di sviluppo di
un sistema BIM in un ambito in cui sia possibile avere accesso a una serie di dati già esistenti, come
quelli per esempio sule caratteristiche dei materiali, ma anche altri più generici.
Stanno nascendo quindi una serie di software che hanno per obiettivo proprio quello di
rendere utilizzabili dati esistenti, come ad esempio il recente Basejump Project, che permette di
caricare nei disegni e nei progetti di AutoCAD Map 3D e di AutoCAD Civil 3D 2013 le mappe
fornite da Bing, il noto motore di ricerca di Microsoft. Le mappe vengono fornite attraverso una
connessione WMS: il progetto, infatti, mette a disposizione una estensione che contiene un nuovo
provider FDO dedicato per accedere al servizio via Web.
Per capire l’importanza di questo nuovo settore del software basti pensare alla recente acquisizione
di SketchUp ® da parte di Trimble, colosso del software tecnico e proprietario di TEKLA, uno dei
sistemi più evoluti di BIM.
SketchUp ®, uno dei più popolari strumenti di modellazione 3D in tutto il mondo ed è utilizzato da
architetti e ingegneri per la progettazione e visualizzazione di progetti. Trimble sarà partner di
Google nella gestione e nello sviluppo della galleria di immagini 3D di SketchUp, un archivio
online dove gli utenti possono trovare, condividere e archiviare modelli 3D.
3D è una delle parole chiave che ricorre sempre più spesso, e si sta velocemente spostando nella
direzione di una progettazione che va oltre i disegno digitale tridimensionale, e che troverà il suo
completamento solo nel momento in cui anche la parte di calcolo sarà realmente di tipo
tridimensionale.
Vi sono dei settori in cui il software è più avanti nel campo della progettazione tridimensionale
rispetto a quello delle costruzioni. Per esempio in ambito elettromagnetico, medicale e meccanico.
È uno sviluppo che sta avvenendo di pari passo agli strumenti collegati al progetto: scanner e
stampanti tridimensionali per esempio.
Nell’ambito delle costruzioni vi si sta arrivando per gradi, soprattutto grazie alle esigenze che sono
sorte in alcuni ambiti specifici, come quello della progettazione degli interventi di ristrutturazione
strutturale di edifici esistenti.
Per banalizzare l’argomento, si pensi per esempio a un edificio storico di grandi dimensioni come il
Pantheon. L’analisi strutturale per valutare un intervento di consolidamento e rinforzo di un edificio
che basa la sua robustezza all’insieme dei fattori che lo caratterizzano, spinge la tecnica delle
costruzioni a una visione olistica che è tipica della progettazione meccanica, non più suddividibile
in elementi finiti. Non è un caso quindi che una parte importante della ricerca in questo ambito si
svolga nei dipartimenti di archeologia.
Il 3D nello strutturale è fondamentale anche perchè lo richiedono le esigenze contingenti: le analisi
sismiche delle strutture, la risposta sismica locale dei terreni, gli studi di frane e di pericolosità
idrogeologica.
Non possiamo quindi che aspettarci una importante evoluzione dei software di calcolo in tale
direzione, che peraltro riallineerà lo sviluppo già in corso nell’ambito della progettazione
architettonica BIM, forse molto diversa da quello che oggi si intende il 3D nei software di calcolo
in essere.
Molti esperti si chiedono quale potrà essere il contributo degli Open Source in questo sviluppo.
In informatica per open source (termine inglese che significa sorgente aperta) indica un software i
cui autori (più precisamente i detentori dei diritti) ne permettono, anzi ne favoriscono il libero
studio e l'apporto di modifiche da parte di altri programmatori indipendenti.
La collaborazione di più parti (in genere libera e spontanea) permette al prodotto finale di
raggiungere una complessità notevolmente maggiore di quanto potrebbe ottenere un singolo
gruppo di lavoro.
L'open source ha tratto grande beneficio da Internet, perché esso permette a programmatori
geograficamente distanti di coordinarsi e lavorare allo stesso progetto e i software open source
attualmente più diffusi sono Firefox, Android, Linux, LibreOffice, VLC, Gimp, 7-Zip, oltre ad un
gran numero di progetti rivolti non all'utente finale ma ad altri programmatori.
La comunità open source è molto attiva, comprende decine di migliaia di progetti, numero
tendenzialmente in crescita, con l’attenzione che però qui siamo in un ambito tecnico, dove vi sono
delle responsabilità su quello che un progettista estrapolerà dal software.
Peraltro la diffusione dell’Open Source nel settore delle costruzioni dovrà scontrarsi con una
mentalità dell’ingegnere strutturale che non è da specialista dell’IT ma da utilizzatore.
Considerazioni critiche a parte, anche nell’ambito dei software tecnici le community stanno
lavorando e vi sono software sempre più diffusi. Tra questi OPENGEO, sostenuta da GEM (Global
Earthquake Model Foundation). Nata come uno sforzo di vera e propria comunità, l'iniziativa GEM
produrrà un modello di origine dinamica e aperta per la valutazione del rischio sismico a livello
mondiale, un modello che si basa sulla valutazione probabilistica dei terremoti, il terreno risultante
movimenti, e l'impatto che questi hanno sulle strutture e le popolazioni in termini di danni, perdita
sociale ed economica.
GEM software e gli strumenti collegati permetteranno di valutare pericoli e dei rischi, e
includeranno gli strumenti per l'analisi di impatto socio-economico e sarà disponibile con una
procedura aperta piattaforma web-based community.
In questo contesto va citato anche OPENSEES (Open System for Earthquake Engineering
Simulation), che proprio in questi giorni avrà il suo FORUM a Roma (24 e 25 maggio 2012) in
seno alla Facoltà di Roma La Sapienza.
L’Open Source non rappresenta l’alternativa, o meglio, la terza via ai software grandi società
internazionali o delle più piccole nazionali, ma una possibile via di sviluppo. L’esperienza degli
Open Source in altri ambiti ha infatti evidenziato come questa caratteristica non sia un limite ma
una potenzialità per le società che operano nell’ambito del software.
Anche perché la crescente potenzialità degli Hardware a disposizione rende possibili sempre più
soluzioni sia per quanto riguarda la velocità di calcolo ma anche le interfacce di lavoro, che
diventeranno anche queste sempre più virtuali e tridimensionali.
In ambito meccanico le interfacce tridimensionali sono già infatti una realtà consolidata, mentre in
ambito civile la tridimensionalità è ancora appiattita sulla planarità dello schermo.
La domanda in questo ambito è quindi non se ci si arriverà ma in che tempi e con che diffusione.
La velocità delle reti di connessione sta invece operando un altro tipo di trasformazione, che in
tempi brevi toccherà in modo più significativo i software tecnici e chi opera nel mondo delle
costruzioni. Il Clouding farà da piattaforma per una migliore interconnessione delle diverse
funzioni, stimolando la collaborazione anche a notevole distanza.
Nasceranno quindi dei poli specializzati per fornitura di alcuni servizi sia nel campo della
progettazione che dell’IT., in cui la variabile prezzo non sarà l’unica ad essere considerata.
Tra queste vi sarà quella della sicurezza dei dati. È prevedibile quindi pensare che mai come ora
ogni paese attraverso la cosiddetta agenda digitale potrà in qualche modo sostenere (o abbattere) lo
sviluppo dell’IT, anche in ambito tecnico.
In conclusione, il settore a più ampio sviluppo nell’ambito del software tecnico è senz’altro il BIM,
ma l’evoluzione potrà avvenire con la velocità e le potenzialità attese solo se vi sarà un cambio di
direzione nella gestione delle banche dati, che dovranno essere resi sempre più open. Lo sviluppo
del BIM non potrà che far crescere anche la modellazione 3D nell’ambito del calcolo, e in questa
evoluzione dei modelli potranno assumere maggiore importanza i software Open Source. Infine la
crescente potenza dell’hardware e delle reti di connessione, porteranno a un miglioramento delle
interfacce e a una nuova organizzazione del lavoro, anche in ambito globale.
Fonti:
 http://www.ingenio-web.it/Articolo/4/Il_BIM_tra_tradizione_e_innovazione.html
 http://amuscillo.wordpress.com/2012/05/11/openseesdays-la-modellazione-il-calcolo-elanalisi-delle-strutture-in-zona-sismica/
 http://www.ingenioweb.it/Notizia/84/Trimble__ufficializzata_l_acquisizione_di_Google_SketchUp_3D.html
 http://www.ingenioweb.it/Articolo/2/Validazione__specializzazione_e_interoperabilita.html
 http://www.gfoss.it/drupal/software




http://www.mscsoftware.com/Solutions/Industries/Default.aspx
http://ww2.trimble.com/
http://opensees.berkeley.edu/
http://opengeo.org/about/media/20100930-gem/