Nei settori AEC, energia e produzione, la precisione è tutto. Uno dei progressi più significativi del settore è il processo di implementazione del modello digitale. Questo approccio utilizza dati di nuvole di punti ad alta precisione, acquisiti tramite scansione laser, per confrontare le condizioni di costruzione con i modelli BIM (Building Information Modeling) e CAD (Computer-Aided Design). Integrando questi dati reali, le parti interessate possono individuare tempestivamente le discrepanze, ottimizzare i flussi di lavoro e aumentare il ritorno sugli investimenti per i progetti di ristrutturazione e costruzione.
Introduzione: Dalla scansione laser ai modelli digitali
La scansione laser, nota anche come LiDAR (Light Detection and Ranging), è una potente tecnologia utilizzata per catturare la geometria reale di edifici, infrastrutture o impianti industriali con una precisione millimetrica. Il risultato di questo processo di scansione è una nuvola di punti, un insieme denso di punti di dati 3D che rappresentano visivamente e spazialmente le superfici di oggetti o ambienti.
Le nuvole di punti costituiscono la base dell'implementazione dei modelli digitali, consentendo ai professionisti di generare o confrontare i modelli BIM e CAD. Mentre i modelli CAD sono tipicamente rappresentazioni geometriche 2D o 3D utilizzate per la stesura di disegni e dettagli, i modelli BIM si spingono oltre incorporando metadati come materiali, cicli di vita dei componenti e informazioni sulle prestazioni, fornendo una visione più olistica di un edificio o di un bene.
Perché è necessario acquisire le condizioni di costruzione? Semplicemente, gli edifici si evolvono nel tempo. Modifiche, cambiamenti non registrati, aggiornamenti delle apparecchiature o varianti di costruzione spesso si discostano dai piani originali. Senza l'acquisizione di queste informazioni sullo stato attuale, qualsiasi progetto di ristrutturazione, sostituzione di apparecchiature o manutenzione rischia di basarsi su ipotesi errate, con conseguenti ritardi, rilavorazioni e aumento dei costi.
Casi d'uso dell' implementazione del modello digitale
- Ristrutturazioni e retrofit
Nei progetti di ristrutturazione, l'implementazione di un modello digitale allineato con i dati aggiornati delle nuvole di punti garantisce che i nuovi elementi si integrino perfettamente nelle strutture esistenti. Ad esempio, un appaltatore meccanico che aggiorna le apparecchiature HVAC in un edificio storico può identificare in anticipo le distanze dai soffitti o i conflitti spaziali confrontando i dati di costruzione con il layout BIM proposto. In questo modo si evitano costose sorprese in cantiere ed errori di fabbricazione.
- Nuove costruzioni in strutture esistenti
Quando si costruiscono nuove strutture o sistemi all'interno o in prossimità di ambienti esistenti - si pensi a ospedali, aeroporti o impianti di produzione - l'implementazione del modello digitale garantisce che il nuovo progetto rifletta accuratamente i vincoli del mondo reale. Iconfronti tra le nuvole di punti verificano se i sistemi progettati si scontrano con le risorse esistenti, come tubazioni, condotti o travi strutturali.
- Aggiornamento delle apparecchiature e manutenzione degli impianti industriali
Negli ambienti industriali, dove anche i millimetri possono avere un impatto sulla sicurezza o sulle prestazioni operative, i dati delle nuvole di punti allineati con i modelli CAD consentono agli ingegneri degli impianti di convalidare virtualmente i progetti prima dell'installazione. Un modello digitale delle condizioni esistenti assicura che i nuovi componenti, come i sistemi di trasporto o i serbatoi di stoccaggio, possano essere integrati senza tempi di inattività o ricostruzioni.
- Gestione delle strutture e manutenzione a lungo termine
I gemelli digitali -repliche digitaliinterattivedi ambienti fisici - si basanosu un'accurata implementazione del modello digitale. Quando i gestori delle strutture hanno accesso a modelli BIM regolarmente aggiornati con i dati delle nuvole di punti, possono gestire meglio i programmi di manutenzione, rilevare i cambiamenti e pianificare gli interventi. Ciò è particolarmente prezioso nelle strutture energetiche o negli impianti di produzione, dove la gestione degli asset è complessa.
ROI dell'implementazione di un modello digitale con le condizioni di partenza
L 'implementazione di un modello digitale non è solo un progresso tecnico, ma è un fattore di business con vantaggi finanziari tangibili:
Riduzione della rilavorazione: Secondo il Construction Industry Institute (CII), le rilavorazioni rappresentano il 4-6% dei costi totali di progetto. Convalidando i modelli con i dati delle nuvole di punti, è possibile individuare gli errori prima della costruzione, riducendo drasticamente questa percentuale.
Tempi di progetto più rapidi: L'allineamento dei modelli BIM/CAD con i dati reali abbrevia i processi di convalida e coordinamento dei progetti. I team possono prendere decisioni più rapidamente, riducendo i ritardi e mantenendo intatte le tempistiche.
Maggiore sicurezza: Modelli accurati che riflettono le condizioni reali consentono una migliore pianificazione e valutazione dei rischi, riducendo al minimo la probabilità di incidenti di sicurezza durante la ristrutturazione o l'installazione.
Ottimizzazione dell'uso dei materiali: Grazie alle dimensioni esatte ricavate dalle scansioni delle nuvole di punti, gli ordini di materiale possono essere più precisi, riducendo gli sprechi e migliorando le metriche di sostenibilità.
Miglioramento della comunicazione con gli stakeholder: Gli strumenti di visualizzazione basati sulle nuvole di punti e sul BIM consentono a tutte le parti interessate, compresi clienti, architetti e subappaltatori, di comprendere il sito nel suo contesto, migliorando l'allineamento e la soddisfazione.
Il ROI dell'implementazione di un modello digitale è particolarmente significativo nei progetti di grandi dimensioni, dove anche piccoli disallineamenti possono tradursi in ritardi sostanziali o in sovraccarichi di costi.
Fasi fondamentali del flusso di lavoro del modello digitale
Un'accurata implementazione del modello digitale dipende dall'allineamento dei dati delle nuvole di punti con i modelli BIM o CAD all'interno dello stesso sistema di coordinate. Ciò garantisce un'esperienza di confronto e visualizzazione senza soluzione di continuità. Ecco i passi fondamentali da seguire:
Confermare il sistema di coordinate: Prima di importare i dati in piattaforme come Cintoo, è essenziale convalidare il sistema di coordinate o il datum per evitare disallineamenti. Una mancata corrispondenza può causare problemi di visualizzazione o sovrapposizioni imprecise.
Identificare i punti di riferimento comuni: L'utilizzo di almeno tre-cinque punti di riferimento chiaramente definiti e condivisi tra la scansione e il modello garantisce un allineamento corretto. Questi punti devono essere distribuiti uniformemente nell'area di scansione, preferibilmente a diverse altezze.
Aggiornare l'allineamento nel software di authoring: Sebbene piattaforme come Cintoo offrano strumenti di allineamento manuale, è buona norma eseguire l'allineamento in strumenti a monte come Autodesk Revit o BIM360, che possono poi essere migrati senza problemi a Cintoo.
Caricare in una piattaforma digitale: Una volta allineati correttamente, i dati della nuvola di punti e del modello possono essere importati in una piattaforma come Cintoo per la visualizzazione, il confronto e la collaborazione.
Come Cintoo semplifica l' implementazione del modello digitale
Cintoo semplifica e rende efficiente l'implementazione dei modelli digitali fornendo una piattaforma basata sul cloud che trasforma i dati delle nuvole di punti in modelli mesh ad alta precisione. Questi modelli sono indipendenti dall'hardware, leggeri e facilmente condivisibili dai vari team di progetto.
Cintoo supporta l'allineamento dei modelli BIM e CAD con le scansioni laser offrendo solidi strumenti per la convalida e il confronto delle coordinate. Ad esempio, lo strumento di confronto consente agli utenti di identificare le discrepanze tra progetto e realtà, semplificando i flussi di lavoro del controllo qualità.
Inoltre, consentendo agli utenti di allineare i dati a monte in strumenti di terze parti, Cintoo garantisce la precisione e offre un'integrazione perfetta per la visualizzazione a valle. Le zone di lavoro intuitive della piattaforma e le funzioni di separazione modello/scansione evitano la confusione, anche nei progetti su larga scala.
Per vedere come funziona Cintoo in uno scenario reale, vi illustreremo come General Motors sia in grado di installare nuove attrezzature in uno stabilimento senza soluzione di continuità, modellando a partire dalle condizioni di partenza.
Come GM ha implementato un modello digitale di un braccio robotico sul pavimento della fabbrica
Alla GM, quando gli ingegneri sono stati incaricati di collocare un nuovo braccio robotico in un'affollata carrozzeria, hanno innanzitutto acquisito l'ambiente costruito utilizzando una scansione a nuvola di punti.Implementando queste scansioni nella piattaforma Cintoo, hanno sovrapposto il modello del braccio robotico progettato direttamente all'ambiente scansionato per rilevare potenziali interferenze sia a livello del pavimento che sopra il robot. Questa pre-validazione ha permesso agli ingegneri di GM di valutare rapidamente l'adattamento, evitare i conflitti e ridurre i tempi di installazione. Soprattutto, ha ridotto al minimo i tempi di inattività dell'impianto, un indicatore di performance fondamentale per qualsiasi produttore. La capacità di comunicare chiaramente l'intento progettuale e di collaborare in uno spazio virtuale condiviso non solo ha abbreviato il ciclo di progettazione, ma ha permesso a GM di tornare a ciò che conta di più - costruire automobili - senza costosi ritardi o prove ed errori fisici.
Riassumendo: L'implementazione di un modello digitale, se fatta correttamente, può migliorare significativamente il ROI
Con l'aumento della complessità dell'ambiente costruito e la crescente richiesta di precisione, l'implementazione di modelli digitali si rivela un processo critico per garantire il successo del progetto. Integrando i dati delle nuvole di punti scansionati al laser con i modelli BIM e CAD, i team possono colmare il divario tra progettazione e realtà, semplificare il coordinamento e ridurre drasticamente il rischio di errori costosi. Dalle ristrutturazioni e dagli aggiornamenti delle attrezzature alle nuove costruzioni e alla manutenzione delle strutture, l'allineamento delle condizioni as-built con i modelli digitali offre un ROI misurabile sotto forma di tempi più rapidi, riduzione delle rilavorazioni e miglioramento della collaborazione. Come si è visto in casi reali come quello di General Motors, questo approccio non riguarda solo una pianificazione più intelligente, ma anche la possibilità di rimanere competitivi in un settore in cui l'efficienza e l'accuratezza sono tutto. Per saperne di più sull'impatto dell'implementazione dei modelli digitali e della tecnologia digital twin.
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