BIM e Digital Twin: differenze chiave, benefici e utilizzi nel settore AECO

Il BIM e il Digital Twin sono entrambi la versione digitale di un bene ma differiscono per la fase in cui vengono usati. Scopri i 5 utilizzi nel settore AECO

Probabilmente avrai già sentito parlare di Digital Twin e ancora di più di Building Information Modeling (BIM). Sappiamo che entrambi sono la versione informativa digitale di un bene, ma allora che differenza c’è tra un modello BIM e un gemello digitale?

Scopriamolo insieme in questo articolo, analizzando non solo le differenze tra i due modelli ma anche i loro cinque principali utilizzi nel settore AECO e come la loro integrazione tramite sistemi di BIM management, dia vantaggi importantissimi a tutti i professionisti coinvolti.

Qual è la relazione tra BIM e Digital Twin?

Nel panorama della digitalizzazione per l’edilizia, BIM e Digital Twin rappresentano due concetti fondamentali, spesso sovrapposti ma distinti. La loro relazione non è di competizione o alternativa, bensì di evoluzione e complementarietà.

Se il BIM definisce la geometria, le caratteristiche fisiche e le informazioni strutturate di un edificio o un’infrastruttura, il Digital Twin ne rappresenta l’estensione dinamica nel tempo. Il BIM costituisce infatti l’ossatura informativa (la fonte di verità geometrica e documentale) su cui si sviluppa il gemello digitale. Senza un modello BIM ricco e ben strutturato, creare un Digital Twin accurato nel settore delle costruzioni risulterebbe estremamente complesso e oneroso.

Come lavorano insieme BIM e Digital Twin

Il modello BIM e il Digital Twin operano in perfetta sinergia lungo un flusso di lavoro integrato che unisce il mondo fisico a quello digitale:

il BIM fornisce il contenitore informativo – accentra dati geometrici, schede tecniche, componenti impianti (MEP), materiali e relazioni spaziali all’interno di standard aperti (openBIM);
i sensori IoT forniscono i dati in tempo reale – dispositivi posizionati sull’opera reale (temperatura, vibrazioni, pressioni, flussi di persone) raccolgono costantemente parametri di funzionamento;
il Digital Twin crea il collegamento bidirezionale – integra il flusso continuo di dati IoT nel modello BIM. In questo modo, il modello non è più un archivio statico, ma un ecosistema vivo capace di riflettere lo stato attuale dell’asset e inviare comandi di regolazione agli impianti dell’edificio reale.

Da questa unione nasce la capacità di passare da un approccio descrittivo (com’è fatto l’edificio) a un approccio predittivo e prescrittivo (come sta funzionando l’edificio e come funzionerà in futuro).

Perché il BIM Digital Twin è importante nel settore AECO

Il Digital Twin, ovvero la rappresentazione virtuale e dinamica di un bene reale, trova spazio e utilizzo in differenti settori, tra cui quello AECO. In questo caso, la tecnologia del Digital Twin trova similitudini e complementarità con quella del Building Information Modeling (BIM), pur tuttavia mostrando alcune differenze che vedremo più avanti.

Il settore AECO utilizza, dunque, in modo sempre più diffuso la tecnologia BIM per creare rappresentazioni virtuali informatizzate di edifici e infrastrutture. In questo ultimo caso, ad esempio, si parla di “Digital Twin infrastrutturale” definito come un modello computerizzato che rispecchia il comportamento e le caratteristiche di un’infrastruttura. Un esempio particolare di gemello digitale applicato al settore delle infrastrutture è il bridge digital twin, un sistema unico e centralizzato attraverso il quale è possibile gestire tutti gli aspetti legati alla sicurezza, alla manutenzione e al monitoraggio della corrispondente infrastruttura fisica.

In generale, dunque, nel settore AECO il BIM Digital Twin viene utilizzato in tutte le fasi del ciclo di vita di un asset: dalla simulazione delle varie ipotesi progettuali alla pianificazione del cantiere fino alla fase di gestione e manutenzione dell’asset. Da qui l’importanza che questa tecnologia assume nel settore AECO dettata dal suo potenziale di ridurre significativamente i rischi e migliorare il processo decisionale in tutto il settore dell’architettura e dell’ingegneria.

Che cos’è il Building Information Modeling?

Il Building Information Modeling (BIM), indicato con l’acronimo BIM, è una metodologia di progettazione basata sul modello 3D dell’opera integrato con il pacchetto informativo dell’opera stessa che comprende i suoi dati fisici, prestazionali e funzionali.

Nel settore AECO, dunque, applicare la metodologia BIM vuol dire approcciarsi in modo olistico alla creazione e gestione di un modello 3D che contenga tutte le informazioni relative alla costruzione. Il modello prodotto tramite l’implementazione di questo processo conterrà le informazioni relative a tutte le discipline – struttura, architettura e MEP – e consentirà quindi un più facile coordinamento e collaborazione tra i professionisti coinvolti nel workflow progettuale.

Il modello BIM che si ottiene è continuamente aggiornabile, è utile per la produzione di documentazione ed è utilizzato in ogni fase del ciclo di vita del bene, dalla pianificazione fino alla dismissione e riuso dell’opera. Disporre di un modello digitale informativo rappresenta un enorme vantaggio nel mondo delle costruzioni, tramite il modello BIM è possibile ad esempio realizzare:

clash detection;
analisi di tempi e costi;
piani di manutenzione;
analisi strutturali ed energetiche;
simulazioni di cantiere.

Il tutto si traduce in risparmio in termini di tempi e costi, sia in fase di progettazione che di costruzione e O&M.

Che cos’è il Digital Twin?

Il Digital Twin, letteralmente “Gemello Digitale”, è la rappresentazione digitale di un oggetto o sistema fisico, progettata per facilitare e migliorare i processi decisionali.

Il gemello digitale, dunque, ripropone digitalmente un asset nella sua interezza e complessità, includendo tanto la geometria quanto informazioni provenienti da sensori e altre fonti che consentono l’acquisizione dinamica dei dati.

Il Digital Twin funziona digitalmente esattamente come la sua controparte reale, questo permette, durante tutto il ciclo di vita del bene, di simulare ipotesi di progettazione migliorando il processo decisionale dei vari professionisti coinvolti nel progetto e dei vari stakeholders.

Che differenza c’è tra BIM e Digital Twin?

La principale differenza tra BIM (Building Information Modeling) e Digital Twin sta nell’uso e nello scopo:

il BIM è un modello digitale ricco di informazioni che accompagna l’intero ciclo di vita di un’opera, dalla progettazione alla costruzione, fino alla manutenzione e demolizione;
il Digital Twin è una rappresentazione virtuale dell’edificio esistente, aggiornata in tempo reale tramite sensori IoT, ed è pensata principalmente per il monitoraggio e la gestione operativa.

In pratica il modello BIM è un vero e proprio contenitore informativo, aggiornabile in tutte le fasi di gestione dell’opera e che contiene una gran mole di dati utili e necessari all’intero ciclo di vita dell’opera. Il Digital Twin, invece, è un modello 3D digitale che rappresenta l’edificio esistente nel suo complesso, con una resa estremamente fotorealistica dello spazio fisico, ed ha lo scopo di tracciare dinamicamente e in tempo reale eventuali cambiamenti nel bene. Questo aiuta il team di progetto a tracciare le tappe fondamentali del ciclo vitale dell’opera e ad acquisire una profonda comprensione del bene.

Potremmo dire che il BIM è un concetto molto più ampio (comprende dati e informazioni tecniche e geometriche relative alla progettazione, costruzione e gestione del bene, informazioni, dati, geometria, ecc.) rispetto al Digital Twin che invece rappresenta un utilizzo settoriale del modello BIM. Il Digital Twin, infatti, è l’utilizzo del modello BIM integrato con sensori IoT e altre soluzioni digitali che consentono di accedere ai dati in tempo reale sul sistema di costruzione, permettendo ai gemelli digitali di agire come una replica visiva che cattura con precisione le caratteristiche fisiche del bene.

Proprio riguardo l’utilizzo integrato di Digital Twin e IoT, è utile specificare che l’unione dei due strumenti genera una rappresentazione digitale dalle enormi potenzialità. Da un lato il Digital Twin riproduce digitalmente e fedelmente il bene reale, nelle sue parti e nella sua complessità. Dall’altro lato l’Internet of Things (IoT), ovvero quel processo che consente ad oggetti reali di avere una propria identità nel mondo digitale, acquisisce e trasmette importanti informazioni che integrate con il Digital Twin rendono il Digital Twin IoT ancora più potente e utile.

Vantaggi della combinazione tra BIM e Digital Twin

Il Digital Twin e la metodologia BIM sono strumenti potenti per i professionisti del mondo della costruzione, sia per la fase di progettazione che di gestione degli spazi fisici. Ovviamente se utilizzati insieme, i vantaggi aumentano. L’integrazione tra i gemelli digitali e modelli BIM garantisce:

riduzione del tempo necessario per raccogliere le misurazioni e allocare le risorse;
aumento della produttività e della collaborazione;
riduzione dei costi e i tempi associati alle frequenti visite in situ;
visualizzazione dell’edificio non solo nella fase di pianificazione, ma in tutto il suo ciclo di vita con conseguente potenziamento delle fasi decisionali;
aumento della sostenibilità;
aumento dell’efficienza energetica e del comfort degli occupanti di un edificio.

Le cinque principali applicazioni del BIM Digital Twin nel settore AECO

I modelli BIM e i Digital Twin trovano entrambi differenti applicazioni nel settore delle costruzioni, vediamo insieme le principali cinque:

monitoraggio delle prestazioni degli asset: l’interazione tra i gemelli digitali e il BIM permette di monitorare le prestazioni dei sistemi di costruzione. Collegando infatti i sensori a un modello digitale dell’edificio, possono essere identificati potenziali malfunzionamenti prima che si verifichino danni. Ad esempio, se un sensore rileva una perdita d’acqua, il gemello digitale può essere utilizzato per determinare dove si trova e come risolverla;
previsione del ciclo di vita di una costruzione: i gemelli digitali possono essere utilizzati per prevedere il ciclo di vita di un bene e pianificare ad hoc la sua manutenzione. Se, ad esempio, il gemello digitale prevede che un’apparecchiatura dovrà essere sostituita in cinque anni, è possibile realizzare il piano manutentivo sulla base di questa informazione e prevedere di conseguenza anche la corrispondente spesa;
fattibilità della prototipazione virtuale per l’ottimizzazione dei progetti: i gemelli digitali possono essere utilizzati per creare “prototipi virtuali” di nuovi edifici o ristrutturazioni edilizie. Creando un modello digitale del progetto proposto, i progettisti possono testare la fattibilità del progetto e ottimizzare il design. Ad esempio, un architetto che progetta un nuovo edificio a uso uffici può utilizzare un gemello digitale per testare come la struttura risponderà alle diverse condizioni meteorologiche;
monitoraggio dell’utilizzo e regolazione dei sistemi: i gemelli digitali possono monitorare il livello di utilizzo di uno spazio e sulla base dei dati è possibile regolare di conseguenza i sistemi di riscaldamento, raffreddamento e illuminazione. Analizzando quindi come e quando le persone utilizzano un edificio, i gemelli digitali possono aiutare i responsabili della gestione a risparmiare energia e migliorare il comfort;
aumento della sicurezza negli edifici: i gemelli digitali possono essere utilizzati per potenziare la sicurezza all’interno di una costruzione. Monitorando i movimenti di persone e attrezzature, i gemelli digitali possono infatti aiutare i project manager a identificare potenziali pericoli e rispondere alle emergenze in modo tempestivo. Se, ad esempio, il Digital Twin mostra, in tempo reale, che una persona si trova in una zona ad accesso limitato e quindi pericolosa dell’edificio, il sistema di sicurezza può essere attivato per proteggerla.

Il binomio modello BIM-Digital Twin è dunque un potente strumento il cui utilizzo può generare innumerevoli vantaggi per i professionisti del settore AECO.

Come implementare BIM-Digital Twin nei progetti

La realizzazione di un Digital Twin può sembrare una sfida difficile da affrontare ma, con i giusti passaggi, il processo di implementazione apparirà senz’altro più snello. Ecco quindi alcuni consigli utili:

definisci in modo chiaro gli obiettivi: prima di iniziare lo sviluppo di un gemello digitale, è imperativo identificare gli obiettivi per i quali la modellazione ha inizio. Questo permetterà di identificare e filtrare le informazioni utili nel mare di dati a disposizione;
seleziona dati di qualità: l’affidabilità di un Digital Twin risiede proprio nella qualità dei dati che riceve e gestisce. La coerenza e la precisione dei dati sono fondamentali per ottenere una rappresentazione accurata del progetto di costruzione e alla base di una raccolta di dati di qualità vi è sicuramente l’implementazione complementare di sensori, dispositivi IoT e dove possibile e necessario anche dell’AI;
stabilisci degli standard che siano di riferimento per tutto il team di progettazione;
promuovi e facilita la collaborazione: per la creazione di un gemello digitale è indispensabile la partecipazione di tutti i professionisti coinvolti nel workflow. È importante quindi facilitare la collaborazione, formare e mantenere aggiornati tutti i membri del team.

Il futuro del BIM Digital Twin nel settore AECO

L’implementazione del BIM Digital Twin porta con sé evidenti vantaggi, già analizzati nel paragrafo precedente. Questo fa sì che il futuro del Digital Twin nel settore AECO sia del tutto fiorente ma, va specificato, non esente dalla presenza di sfide significative cui far fronte.

Una delle principali sfide è quella degli investimenti iniziali necessari all’implementazione di questa tecnologia. Tali investimenti, se pur ammortizzati dai guadagni futuri negli step di progettazione, costruzione e gestione, possono risultare elevati e costituire un ostacolo per piccole o medie imprese.

Altra sfida da affrontare è la mancanza di standard comuni per la gestione e la condivisione dei dati. Questo aspetto potrebbe ostacolare l’interoperabilità tra modelli e sistemi.

Infine, l’adozione di tecnologie digitali richiede un cambiamento significativo per tutti i processi aziendali e un conseguente adeguamento delle competenze professionali e delle risorse a disposizione.

Perché BIM Digital Twin rappresenta una svolta nel settore AECO?

Le potenzialità e la sinergia tra BIM e Digital Twin sono l’esempio perfetto di come le tecnologie digitali applicate nel settore delle costruzioni possono migliorare l’efficienza e la precisione dei progetti e della loro gestione, aumentando la redditività aziendale.

Non dimentichiamoci poi del prezioso contributo che questa rivoluzione digitale e tecnologica sta apportando nella conduzione di analisi tecniche ed economiche, facilitando la collaborazione e potenziando l’ottimizzazione delle risorse e la sicurezza.

L’integrazione tra BIM e Digital Twin permette quindi ai professionisti del settore delle costruzioni di contare sulla rappresentazione virtuale informatizzata del loro bene, in tutte le fasi del ciclo di vita, dalla pianificazione alla gestione. Se anche tu vuoi sfruttare al massimo il potere del Digital Twin utilizzato all’interno del processo BIM, non ti resta che provare gratuitamente il digital twin software professionale e versatile per gestire qualsiasi fase del ciclo di vita dell’opera.

FAQ- BIM e Digital twin

1. Cos’è il BIM e perché è considerato il punto di partenza per i Digital twin?

Il BIM (Building Information Modeling) è una metodologia di progettazione che crea modelli 3D dettagliati di edifici, integrando dati fisici e prestazionali. È considerato il punto di partenza per i Digital Twin perché fornisce una base digitale completa che viene poi arricchita con dati in tempo reale tramite sensori e tecnologie IoT. Mentre il BIM rappresenta un modello statico per la progettazione e la gestione, il Digital Twin evolve dinamicamente, monitorando e ottimizzando l’asset durante il suo ciclo di vita operativo.

2. In che modo i Digital Twin estendono il BIM?

I Digital Twin prendono il modello BIM come base e lo arricchiscono con dati in tempo reale provenienti da sensori e altre fonti IoT. Mentre il BIM rappresenta un modello statico che contiene informazioni sulla progettazione e la costruzione, i Digital Twin consentono una replica dinamica e continua dell’asset, utilizzando questi dati per monitorare, analizzare e ottimizzare la gestione del bene nel tempo.

3. Quali sono i principali benefici del Digital Twin nel settore AECO?

Miglioramento del processo decisionale grazie a simulazioni accurate;
monitoraggio in tempo reale delle condizioni fisiche e operative di edifici e infrastrutture;
ottimizzazione della manutenzione e gestione degli asset, prevedendo guasti e interventi necessari;
aumento dell’efficienza energetica e miglioramento del comfort degli occupanti grazie all’analisi dei dati in tempo reale.

4. In quali settori vengono utilizzati i BIM e i Digital Twin?

Progettazione e costruzione: il BIM crea modelli 3D per ottimizzare la progettazione e la coordinazione, mentre i Digital Twin monitorano in tempo reale il comportamento di edifici e infrastrutture;
infrastrutture: i Digital Twin, come nel caso dei ponti, monitorano le condizioni strutturali e prevedono la manutenzione;
gestione e manutenzione: i Digital Twin migliorano l’efficienza energetica e la gestione degli impianti negli edifici;
simulazione del ciclo di vita: combinati con il BIM, i Digital Twin simulano l’intero ciclo di vita di un asset per pianificare manutenzioni e ridurre i costi.

5. Quali sono le principali differenze tra BIM e Digital Twin?

Utilizzo: il BIM è utilizzato per progettare, costruire e gestire un asset durante tutto il suo ciclo di vita. Il Digital Twin, invece, viene usato per monitorare e ottimizzare l’asset durante la sua operatività, attraverso l’interazione con dati in tempo reale;
dinamismo: il BIM è un modello informativo statico, mentre il Digital Twin è un modello dinamico che si aggiorna continuamente con dati provenienti da sensori e dispositivi IoT;
fase di applicazione: il BIM è essenzialmente un punto di partenza nella progettazione, mentre il Digital Twin estende questa base durante la fase di gestione e operazioni.

6. Quali strumenti sono necessari per la creazione di un BIM Digital Twin?

Per creare un BIM Digital Twin, è necessario combinare diversi strumenti e tecnologie:

software BIM: per la creazione del modello BIM;
sensori IoT: per raccogliere dati in tempo reale sull’asset fisico;
piattaforme di gestione dei dati della costruzione: che consentono di integrare i dati provenienti dai sensori nel modello BIM e di aggiornare continuamente il Digital Twin;
software di analisi e simulazione: per analizzare i dati raccolti e ottimizzare le operazioni, come la gestione dell’energia o la manutenzione predittiva.

7. Come i Digital Twin migliorano l’efficienza energetica e la sostenibilità negli edifici?

I Digital Twin permettono di monitorare costantemente l’utilizzo dell’energia negli edifici e di ottimizzare i sistemi di riscaldamento, raffreddamento e illuminazione sulla base dei dati reali. Questo aiuta a ridurre il consumo energetico, abbattere i costi operativi e migliorare il comfort degli occupanti. Inoltre, consentono una gestione sostenibile delle risorse, promuovendo la manutenzione preventiva e riducendo il bisogno di interventi correttivi.

8. Come il Digital Twin aiuta nella sicurezza degli edifici?

I Digital Twin possono migliorare la sicurezza monitorando i movimenti di persone e attrezzature in tempo reale. Se viene rilevata una situazione anomala, come l’accesso a un’area pericolosa, il sistema può attivare allarmi e avvisare i responsabili. Inoltre, possono essere utilizzati per simulare scenari di emergenza e migliorare la gestione delle risorse di sicurezza.

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