La ricerca nasce dalla necessità di dotare gli "attori" del processo edilizio di metodologie e strumenti capaci di supportare gli stessi nel governare la complessità e la molteplicità degli aspetti che caratterizzano la progettazione, la realizzazione e la gestione di un organismo edilizio.
Un importante contributo in tal senso è stato dato dalla costante affidabilità e pervasività raggiunta dagli strumenti di supporto alla progettazione digitale: questi vengono utilizzati da una platea di utentza sempre più vasta fino al punto da diventare, in alcuni contesti normativi, un obbligo.
Però, allo stato dei fatti, questi strumenti si limitano all'arricchimento - solo informativo - di geometrie, comunque lacunose nel legare la dimensione del progetto a quella, dinamica e "imprevedibile", della realizzazione. Sebbene la metodologia Building Information Modeling (BIM) preveda la dimensione del 4D (gestione dei tempi) e 5D (gestione dei costi), queste sono interpretate come dati aggiuntivi di proprietà degli oggetti stessi, non avendo la possibilità di supportare i progettisti con analisi circa la fattibilità di opere secondo determinate propedeuticità, o una predittività sui tempi e costi di realizzazione.
La ricerca proposta dunque, ha come obiettivo la creazione di un prototipo di sistema di supporto alla progettazione edilizia con specifico riferimento alla predisposizione del programma delle attività di cantiere, mirate al governo proattivo dei processi realizzativi dell'architettura. Questo sistema si basa sulla interazione tra modello BIM di base, che rappresenta il contesto nel quale si svolgono i lavori, e i risultati di simulazioni di "Agenti dinamici", che descrivono la più alta probabilità che una lavorazione sia fattibile date determinate caratteristiche al contorno, e i relativi tempi e costi.
Uno dei principali tratti di innovatività di questa ricerca è da individuare nella capacità di poter portare nei cantieri edili, luoghi tradizionalmente a basso contenuto tecnologico, strumenti "intelligenti", dotati perciò di autonoma capacità di valutazione tra diverse scelte, a seconda del contesto in cui le lavorazioni previste si collocano.
Nello specifico, a livello di processo questi sistemi predittivi mostrano il loro tasso di innovatività in differenti momenti, a seconda della fase in cui si trovano ad operare:
- nelle fasi di programmazione e progettazione, dove supportano i progettisti e gli attori coinvolti nel processo (come la committenza, ad esempio) nel prendere decisioni strategiche circa le modalità di sviluppo del progetto stesso;
- Nella fase realizzativa (o nelle manutenzioni ordinarie e straordinarie, nel caso di edifici esistenti) le capacità di questa metodologia si propagano, ad esempio, a beneficio dei fornitori: questi difatti possono organizzare la loro catena in modo molto più efficace, riducendo i costi legati al trasporto e allo stoccaggio inefficace dei materiali; inoltre, tale sistema riscontra un alto tasso di innovatività nel campo della gestione della sicurezza nei cantieri edili, semplificando il governo delle imprese esecutrici (grazie ad una gestione efficiente delle aree di lavoro e, dunque, delle attività da svolgere al loro interno) e, per estensione, il controllo globale della qualità del prodotto (Total Quality Management ¿ TQM), secondo principi tipici del paradigma della Lean Construcion .
In edilizia difatti si tende, anche quando vengono impiegate tecniche di Project Management, a riconoscere una certa libertà organizzativa alle imprese: tale circostanza, sicuramente utile vista la eterogeneità delle lavorazioni specialistiche che, ordinariamente, si svolgono in edilizia, limita però la possibilità di supervisionare adeguatamente la corretta continuità delle lavorazioni in un campo, come quello dell¿edilizia, dove i ¿tempi morti¿ rappresentano ancora uno dei più grandi sprechi di risorse. Invece, grazie a questo sistema, l¿organizzazione delle lavorazioni è ottimizzata nella misura in cui il cantiere si evolve, comunicando i programmi di lavoro aggiornati e le relative misure organizzative alle squadre lavorative coinvolte che, quindi, possono fruire di una maggiore consapevolezza del contesto nel quale agiscono.
Perciò, questa metodologia apporta la propria innovatività anche nel vivo delle fasi lavorative: considerato che uno dei risultati prodotti dal sistema è lo sviluppo di un programma lavori (anche a scala di dettaglio giornaliero). Queste informazioni quindi, essendo collegate a tecnologie di Information and Communication Technologies (ICT) possono essere condivise in tempo reale con tutti gli attori del cantiere che, grazie a queste, possono conoscere le aree di lavoro occupate in un dato momento, i rischi presenti, e dunque le relative misure di prevenzione e protezione da adottare a seconda del dinamico assetto del cantiere.
Difatti, mediante l¿impiego di questo sistema, si può limitare una delle maggiori cause di incidentalità in cantiere quali lo scarso coordinamento dovute al basso livello di informazione circa le lavorazioni di cantiere, limitando la possibilità delle squadre lavorative di conoscere costantemente i rischi (o i percorsi sicuri) a disposizione in un dato momento.
Rispetto lo stato dell¿arte invece, l¿avanzamento è dato dall¿adozione di tecniche di intelligenza artificiale, prevalentemente utilizzate ai fini progettuali, per la gestione efficace del processo edilizio. L¿interazione tra agenti difatti, passa da un piano di mera verifica della congruità tra proprietà degli oggetti edilizi, e loro regole (nel caso della modellazione informativa, oggetti BIM), alla verifica costante e dinamica tra coerenza del progetto, realizzabilità e incidenza dei fattori produttivi (contesto, risorse, attrezzature, rischi etc.). Inoltre, considerando che ogni progetto è un prototipo di se stesso, tali agenti saranno dotati di capacità di auto-apprendimento, basato sulla catalogazione e rielaborazione di esperienze pregresse mediante le tecniche di machine learning tipiche delle reti neurali artificiali.
Quindi, si può considerare l¿innovatività apportata dallo strumento dalla fase di ¿studio di fattibilità¿ (grazie alla previsione affidabile di tempi e costi) sino alla fase di manutenzione del bene, grazie alla possibilità di individuare quali aree di lavoro possono essere occupate in una certa finestra temporale riducendo i periodi nei quali, prendendo ad esempio interventi su edifici esistenti, intere aree di questi restano chiuse ¿ spesso inutilmente ¿ senza erogare alla comunità il servizio per cui erano state concepite.