IFC 5: cos’è e come gestire il nuovo standard con l’IFC5 viewer

Tutto quello che c’è da sapere sul nuovo IFC 5 e un visualizzatore/convertitore per aprire e convertire il nuovo standard openBIM

IFC 5 rappresenta la prossima generazione dello standard Industry Foundation Classes (IFC), mirato a semplificare e migliorare l’interscambio di dati nel settore dell’architettura, ingegneria e costruzioni (AEC). Nasce dalla necessità di superare le complessità e le limitazioni delle versioni precedenti di IFC, come IFC 4, aprendo nuove possibilità per la collaborazione, l’automazione e l’integrazione con tecnologie emergenti come Universal Scene Description (USD).

Per gestire il nuovo standard openBIM di buildingSMART International, ACCA ha realizzato un visualizzatore specifico per IFC5 che consente la conversione dalle versioni precedenti di IFC al nuovo standard e:

la visualizzazione di file di grandi dimensioni (edifici ed infrastrutture);
la visualizzazione dello storico dei valori delle proprietà per sperimentare i flussi di USD “dinamici”;
la visualizzazione del modello IFC 5 su usBIM.geotwin.

 

 

usBIM.ifc5: un visualizzatore IFC5 rivoluzionario e gratuito

usBIM.ifc5 rappresenta uno strumento significativo per l’evoluzione e l’adozione dello standard openBIM IFC5, attualmente in fase di definizione da parte di buildingSMART International. Questo strumento, sviluppato da ACCA software, è progettato per supportare la transizione verso il nuovo formato IFC5, offrendo una piattaforma dedicata per la gestione e la visualizzazione di modelli IFC di qualsiasi dimensione e complessità.

usBIM.ifc5 è una piattaforma web innovativa che va ben oltre il semplice concetto di visualizzatore. Questo strumento all’avanguardia contribuisce alla fase di test e implementazione del nuovo standard IFC5, offrendo un set completo di funzionalità avanzate per la gestione di modelli digitali in formato IFCx.

 

 

La piattaforma eccelle in molteplici aspetti chiave dove la conversione di modelli esistenti al nuovo formato IFC5 (.IFCX) è solo il punto di partenza:

introduce il concetto di editing non distruttivo, permettendo modifiche sicure e tracciabili sui modelli, mentre mantiene l’integrità dei dati originali;
potenzia la gestione collaborativa attraverso funzionalità di editing simultaneo, consentendo a team distribuiti di lavorare efficacemente sugli stessi modelli;
supporta l’integrazione con sistemi GIS;
gestisce in maniera avanzata le federazioni di modelli per progetti di qualsiasi scala e complessità;
offre funzionalità specifiche per l’analisi dei confini spaziali (space boundaries) e la gestione di elementi infrastrutturali come i sondaggi geotecnici (borehole), dimostrando la sua versatilità nei diversi ambiti progettuali già definiti dallo standard e fa presagire la completezza dei casi d’uso futuri che saranno implementati nell’IFC5;
sarà continuamente aggiornata e resa disponibile durante tutte le fasi di definizione del nuovo standard IFC5;
permette la collaborazione tra tutti gli utilizzatori di usBIM.ifc5 attraverso un forum dedicato per la condivisione di feedback e esperienze;
l’allineamento con i workflow USD (Universal Scene Description) rappresenta un ponte verso il futuro della modellazione digitale;
l’interfaccia completamente web garantisce accessibilità e facilità d’uso con altissime prestazioni.

La piattaforma è parte integrante dell’ecosistema usBIM, che supporta standard come BCF, IDS e bSDD, garantendo la conformità con i flussi di lavoro openBIM e offrendo un’ampia gamma di funzionalità aggiuntive.

Durante la fase di TEST, ACCA software offre questo strumento gratuitamente, permettendo ai professionisti di sperimentare in prima persona il futuro dell’interoperabilità nel settore delle costruzioni. Con usBIM.ifc5, ACCA contribuisce alla validazione e implementazione dello standard IFC5 e offre anche uno strumento potente per professionisti e organizzazioni che desiderano rimanere all’avanguardia nell’adozione di tecnologie openBIM. Approfondiamo ora insieme obiettivi, vantaggi e concetti chiave dell’IFC5.

 

 

Obiettivi chiave e vantaggi di IFC 5

L’IFC 5 introduce una serie di miglioramenti e nuove funzionalità rispetto alle versioni precedenti dello standard, rendendolo una scelta vantaggiosa per l’interscambio di dati nel settore AEC. Ecco alcune delle ragioni principali per utilizzare IFC 5:

semplificazione e facilità di implementazione: IFC 5 è stato progettato per essere più semplice da implementare e gestire rispetto alle versioni precedenti, come IFC 4. La sua struttura è stata semplificata, focalizzandosi su una geometria semplice e un numero ridotto di classi e proprietà iniziali, il che riduce la complessità e il tempo necessario per l’implementazione. L’obiettivo, almeno nella fase attuale di sviluppo, è rendere possibile per gli sviluppatori implementare IFC 5 in pochi giorni, a differenza dei mesi o addirittura anni richiesti per le versioni precedenti.  Nella versione attuale di IFC, ancora in fase di sviluppo, si sono volutamente tenuti fuori concetti che avrebbero potuto far aumentare il tempo necessario all’implementazione senza un reale beneficio finale. L’obiettivo è rendere subito operativo il formato ad un ampio numero di stakeholders e comprenderne i problemi limitando il numero e la complessità dei concetti da implementare;
maggiore interoperabilità e collaborazione: IFC 5 mira a migliorare l’interoperabilità tra diversi software e discipline, consentendo un flusso di lavoro più fluido e continuo. La sua struttura modulare, con un nucleo centrale e moduli opzionali, consente di adattare lo standard alle esigenze specifiche di diversi settori e casi d’uso. Inoltre, facilita la collaborazione multi-autore, consentendo a più utenti di contribuire allo stesso set di dati senza conflitti;
supporto per nuovi casi d’uso: IFC 5 è stato progettato per supportare una più ampia gamma di casi d’uso, tra cui BIM, GIS, analisi, gestione delle versioni di progetto e integrazione di dati non modellati come nuvole di punti. Questa versatilità rende IFC 5 uno standard più adatto alle esigenze in evoluzione del settore AEC;
potenziale integrazione con USD: IFC 5 potrebbe essere integrato con Universal Scene Description (USD), un framework per la descrizione di scene 3D complesse sviluppato da Pixar. USD offre funzionalità come la gestione di modelli di grandi dimensioni, la composizione di dati da più autori e la gestione incrementale delle modifiche. L’integrazione con USD potrebbe portare a una maggiore interoperabilità, flussi di lavoro più efficienti e nuove opportunità per l’analisi e la visualizzazione;
serializzazione JSON: IFC 5 utilizza JSON come formato di serializzazione principale. JSON è un formato leggibile, flessibile e ampiamente supportato, il che facilita l’interscambio e l’elaborazione dei dati.

IFC 5 e USD: due standard distinti

L’integrazione di alcuni principi e caratteristiche di Universal Scene Description (USD), sviluppato da Pixar, è una delle implementazioni tecnologiche del nuovo IFC 5. IFC 5 e USD sono e rimarranno due standard distinti. Non si può affermare che IFC 5 coinciderà con USD, ma mutuerà semplicemente da questa tecnologia alcune caratteristiche di base, come accadrà per altre strutture dati già esistenti.

IFC e USD sono due standard distinti, con obiettivi e caratteristiche diverse:

IFC 5 è la prossima generazione dello standard IFC (Industry Foundation Classes), specificatamente progettato per l’industria AEC (Architettura, Ingegneria e Costruzioni). Il suo obiettivo principale è migliorare l’interoperabilità e la collaborazione tra i diversi software e discipline coinvolti nel ciclo di vita di un edificio;
USD (Universal Scene Description) è uno standard open-source sviluppato da Pixar per la descrizione e l’interscambio di scene 3D complesse, utilizzato principalmente nell’industria degli effetti visivi.

Alcuni principi base di USD potrebbero essere utilizzati nel nuovo IFC 5 per facilitare la gestione di modelli di grandi dimensioni, la composizione di dati da più autori e la gestione delle modifiche incrementali.

Il rapporto tra IFC 5 e USD (Universal Scene Description) offre una nuova prospettiva sull’interoperabilità e sull’integrazione tecnologica nel settore AEC (Architettura, Ingegneria e Costruzioni). Non si tratta di una sovrapposizione o di una sostituzione: IFC 5 e USD possono essere visti come “fratelli”, ciascuno con un ruolo unico. IFC 5, pur incorporando alcuni concetti e terminologie di USD, è stato progettato in modo mirato per rispondere alle esigenze specifiche del settore. Questo lo rende non un’estensione o una sostituzione di USD, ma una soluzione complementare, con obiettivi e caratteristiche distinte.

Ad esempio, IFC 5 affronta casi d’uso complessi che USD da solo non può soddisfare, come la gestione di oggetti definiti in modo tipico e il loro riutilizzo multiplo in progetti (il concetto di “tipo/istanza” nella struttura IFC classica), un approccio fondamentale per la modularità e la scalabilità nei progetti AEC. Inoltre, la struttura dei dati di IFC 5 è stata progettata per garantire una flessibilità maggiore rispetto al modello più rigido di USD. Dove USD adotta un approccio “top-down” alla composizione dei dati, IFC 5 consente una costruzione più “bottom-up”, fondamentale per adattarsi alla natura iterativa e collaborativa del settore delle costruzioni. Un’altra differenza cruciale risiede nel formato serializzato: USD utilizza un formato file binario specifico , mentre IFC 5 adotta JSON, che consente un’integrazione diretta e una maggiore compatibilità con runtime sia dedicati a IFC 5 sia basati su OpenUSD.

Questo approccio ibrido non solo migliora l’adozione di IFC 5 grazie alla sua capacità di essere rappresentato attraverso USD, ma sblocca anche casi d’uso avanzati come il rendering di alta qualità, la gestione dei digital twin e altre simulazioni avanzate. In questo senso, IFC 5 si posiziona come un pilastro fondamentale per il futuro dell’openBIM, garantendo al contempo che i progetti AEC rimangano al passo con l’innovazione tecnologica, senza perdere di vista le esigenze specifiche del settore.

Un’esplorazione dei concetti chiave del file IFC 5

Definire cosa sia un “file IFC 5” è complesso, poiché il concetto stesso di file è in evoluzione nell’ambito dello sviluppo di IFC 5. C’è una transizione verso un approccio basato su componenti e serializzazione JSON, che potrebbe portare a diverse implementazioni e rappresentazioni dei dati.

IFC 5 si allontana dalla rappresentazione tradizionale di un modello IFC come un singolo file monolitico. Invece, adotta un approccio a componenti, dove gli oggetti vengono scomposti in parti più piccole e indipendenti. Queste componenti possono essere combinate e riutilizzate in modo flessibile per creare diverse rappresentazioni di un modello:

componenti: l’approccio sarà del tipo “ECS” (Entity Component System), dove un’entità (come un muro) è definita dalla combinazione di diversi componenti (geometria, materiali, proprietà). Questo approccio è simile a quello utilizzato nei videogiochi, dove un personaggio è composto da componenti come modello 3D, animazioni e statistiche;
serializzazione JSON: IFC 5 adotterà JSON come formato principale per la serializzazione dei dati. JSON è un formato di testo leggibile, flessibile e ampiamente supportato, che facilita l’interscambio e la gestione dei dati.

Il ruolo dei concetti base di USD: una base flessibile per IFC 5

Come abbiamo già detto precedentemente, una delle novità importanti di IFC 5 è l’utilizzo di Universal Scene Description (USD).

I concetti base di USD offrono potenzialità avanzate per la gestione di grandi set di dati, la collaborazione multi-autore e la composizione di dati provenienti da diverse fonti:

Prim e Prim Spec: USD utilizza il concetto di “Prim” (primitive) per rappresentare gli elementi di una scena. Un “Prim Spec” è una specifica per un Prim, che definisce le sue proprietà e attributi. IFC 5 potrebbe utilizzare Prim Spec per definire le componenti degli oggetti;
Layers: USD utilizza un sistema di “layers” per comporre dati da diverse fonti. Questo consente di aggiungere informazioni incrementali a un modello senza modificare i dati originali. IFC 5 potrebbe utilizzare i layers per gestire la collaborazione multi-autore e le diverse versioni di un modello.

Implicazioni per il concetto di “File”

L’adozione di un approccio a componenti e la possibile integrazione con USD rendono difficile definire cosa sia esattamente un “file IFC 5” a causa:

molteplici rappresentazioni: i dati IFC 5 potrebbero essere rappresentati in diversi modi, come file JSON, file USD o database;
composizione dinamica: la composizione dei dati IFC 5 potrebbe avvenire in modo dinamico, combinando componenti da diverse fonti al momento del caricamento del modello.

Come i principi di USD facilitano la collaborazione multi-autore?

Una delle caratteristiche chiave di Universal Scene Description (USD) è il sistema di layers che consente a più autori di contribuire a un progetto senza sovrascrivere il lavoro altrui.

Il sistema di layers di USD può essere immaginato come una serie di fogli trasparenti sovrapposti. Ogni layer può contenere informazioni su Prim, gli elementi di base di una scena USD. Queste informazioni includono la geometria, i materiali, le texture e altri attributi. Ciò consente:

modifica non distruttiva: i layer consentono di modificare un modello in modo non distruttivo. Un autore può creare un nuovo layer e apportare modifiche senza alterare i dati originali. Se necessario, il layer può essere rimosso o modificato senza influenzare gli altri layer;
unione dei contributi: i layer vengono combinati per creare la scena finale. USD gestisce in modo intelligente la sovrapposizione dei layer, risolvendo eventuali conflitti tra le informazioni presenti su diversi layer;
tracciabilità delle modifiche: ogni layer è associato a un autore, consentendo di tracciare chi ha apportato quali modifiche. Questo è fondamentale per la gestione delle versioni e per la collaborazione in team di grandi dimensioni.

Oltre ai layer, USD utilizza il concetto di Prim Spec (abbreviazione di “specifica Prim”) per definire le informazioni associate a un Prim. Un Prim Spec può essere di tre tipi:

define: crea un nuovo Prim;
over: sovrascrive o aggiunge informazioni a un Prim esistente;
class: definisce un Prim come una “classe”, ovvero un modello riutilizzabile.

L’utilizzo di Prim Spec in combinazione con i layers consente di gestire la collaborazione in modo granulare. Ad esempio, un autore può creare un Prim Spec “Over” su un layer per modificare solo un attributo specifico di un Prim, senza dover ridefinire l’intero Prim.

Il sistema di layers e Prim Spec di USD offre diversi vantaggi per la collaborazione multi-autore:

parallelizzazione del lavoro: più autori possono lavorare contemporaneamente su diversi aspetti dello stesso progetto, senza interferire tra loro;
gestione efficiente delle modifiche: le modifiche vengono gestite a livello di layer, semplificando la revisione, l’approvazione e l’integrazione dei contributi di diversi autori;
flessibilità e controllo: gli autori hanno un controllo granulare sulle modifiche, potendo modificare solo gli attributi specifici di un Prim senza dover ridefinire l’intero oggetto;
tracciabilità e responsabilità: il sistema di layers consente di tracciare l’origine di ogni modifica, garantendo la responsabilità e la trasparenza nel processo di collaborazione.

La modifica dei dati in IFC 5: un’analisi basata su componenti e flessibilità

La domanda sulla possibilità di modificare un “file” IFC 5 apre un’interessante discussione sulle caratteristiche uniche di questo standard in evoluzione. Come evidenziato in precedenza, IFC 5 adotta un approccio a componenti e una potenziale integrazione con USD, rendendo il concetto di “file” meno rigido e aprendo nuove possibilità per la modifica dei dati.

IFC 5 scompone gli oggetti in componenti indipendenti, offrendo una granularità più fine per la modifica dei dati. Invece di modificare un intero oggetto, è possibile modificare singole componenti come geometria, materiali o proprietà. Questa flessibilità permette di apportare modifiche mirate senza influenzare altre parti dell’oggetto.

Ecco alcuni esempi concreti:

modifica della geometria: invece di ricreare l’intera geometria di un muro, si potrebbe modificare la componente geometrica per aggiungere un’apertura per una finestra;
aggiornamento dei materiali: si potrebbe sostituire la componente materiale di un pavimento senza dover rimodellare l’intero pavimento;
aggiunta di proprietà: si potrebbero aggiungere nuove componenti per includere informazioni aggiuntive, come ad esempio i dati di fire rating.

La modifica dei dati in un sistema a componenti richiede un’attenta gestione delle relazioni tra le componenti. Ad esempio, la modifica della geometria di un muro potrebbe richiedere l’aggiornamento delle connessioni con altri oggetti, come porte o finestre. L’integrazione con USD introduce ulteriori sfide, come la gestione dei conflitti tra layers e la sincronizzazione delle modifiche tra diversi autori.

Inoltre, l’evoluzione da IFC 4 a IFC 5 rappresenta un cambiamento significativo nel modo in cui i dati dei modelli di edifici vengono strutturati, gestiti e scambiati, come ulteriore sfida, quindi, c’è da tener conto che la transizione da IFC 4 a IFC 5 richiederà tempo e sforzi per garantire la compatibilità con i dati e i software esistenti.

IFC5 e l’interoperabilità tra software

Come IFC5 migliora l’interoperabilità tra software? Questa domanda si concentra su un aspetto cruciale di questo standard in evoluzione. IFC5 affronta le sfide dell’interoperabilità, introducendo una serie di cambiamenti significativi rispetto a IFC 4:

Riduzione della complessità e modularità
Un fattore chiave per migliorare l’interoperabilità è la riduzione della complessità. IFC5 si propone di semplificare lo standard, concentrandosi su un nucleo di funzionalità essenziali e adottando un approccio modulare. Questo significa che gli sviluppatori di software possono implementare solo le parti di IFC5 rilevanti per i loro specifici casi d’uso, riducendo il carico di lavoro e la possibilità di errori.

IFC5 si suddivide in un nucleo centrale e moduli di estensione del dominio. Questo approccio modulare consente agli sviluppatori di concentrarsi sulle funzionalità essenziali, aggiungendo moduli specifici solo quando necessario;
IFC5 partirà con una versione ridotta, che include solo le funzionalità minime indispensabili. Questo approccio iterativo facilita l’implementazione e la validazione dello standard.

Formato di Serializzazione JSON

L’adozione di JSON come formato di serializzazione principale contribuisce all’interoperabilità, poiché JSON è un formato leggibile dall’uomo, ampiamente supportato e flessibile.

Obiettivo di avere una singola serializzazione per IFC5, semplificando l’interscambio dei dati tra diverse piattaforme.
Formato JSON “semplice” che possa essere facilmente validato, garantendo la coerenza e la correttezza dei dati.

Standardizzazione e prevedibilità

IFC5 si propone di stabilire una standardizzazione più rigorosa, riducendo l’ambiguità e garantendo che ci sia un solo modo corretto per rappresentare i dati.

Obiettivo di avere un unico metodo per il posizionamento degli oggetti, eliminando la confusione e le incompatibilità.
Necessità di un’elaborazione prevedibile dei dati IFC5 da parte del software ricevente, garantendo che i dati vengano interpretati correttamente.

Integrazione con standard esistenti

IFC5 promuove l’interoperabilità integrandosi con standard esistenti, come USD, anziché reinventare la ruota. Questo consente di sfruttare le funzionalità avanzate di questi standard per la gestione dei dati, la collaborazione e la visualizzazione.

Possibilità di utilizzare USD come base per IFC5, aprendo la strada a una maggiore interoperabilità con gli strumenti e i flussi di lavoro basati su USD.
IFC5 include la possibilità di fare riferimento a dati di terze parti, come nuvole di punti, facilitando l’integrazione con altre fonti di dati.

API Standard

Lo sviluppo di un’API (Application Programming Interface) standard per IFC5 faciliterà l’accesso e l’elaborazione dei dati da parte di diversi software. Un’API ben definita consente agli sviluppatori di creare applicazioni che interagiscono con i dati IFC5 in modo coerente e affidabile.

La data di rilascio di IFC 5: un’incognita in evoluzione

Nonostante l’intensa attività di ricerca e sviluppo attorno a IFC 5, non esiste una data di rilascio precisa. Tuttavia possiamo evidenziare spunti interessanti sul processo di sviluppo e sulla possibile timeline.

IFC 5 sarà rilasciato in modo incrementale, a partire da una versione “ridotta” con funzionalità di base. Questa versione iniziale sarà seguita da aggiornamenti e moduli aggiuntivi che estenderanno le funzionalità nel tempo.

Questo approccio ha lo scopo di facilitare l’adozione iniziale, consentire una messa a punto graduale tramite feedback degli utenti e gestire più facilmente le complessità.

Una possibile timeline di sviluppo include:

testing interno: una fase iniziale di test con un gruppo ristretto di utenti per valutare la stabilità e la funzionalità della versione ridotta di IFC 5;
public beta: un rilascio beta pubblico per raccogliere feedback da una più ampia gamma di utenti e identificare eventuali problemi o aree di miglioramento;
IFC 5 (Release): il rilascio ufficiale della prima versione di IFC 5, con funzionalità di base e supporto per casi d’uso fondamentali;
sviluppo dell’API IFC 5: una fase dedicata allo sviluppo dell’API per IFC 5, che faciliterà l’integrazione con altri software e piattaforme;
rilasci successivi: aggiornamenti e moduli aggiuntivi che amplieranno le funzionalità di IFC 5 nel tempo, includendo il supporto per nuovi casi d’uso, geometrie più complesse e l’integrazione con altri standard come IDS e BCF.

IFC 5 ed il futuro dell’openBIM per il settore dell’AEC

Il percorso verso IFC5 rappresenta una delle transizioni più significative nella storia dell’interoperabilità digitale per il settore AEC. Non si tratta semplicemente di un aggiornamento tecnico, ma di una trasformazione radicale che punta a ridefinire il modo in cui le informazioni vengono scambiate, utilizzate e valorizzate. Al centro di questa evoluzione c’è la necessità di abbracciare la semantica come elemento cardine: un IFC5 che semplifica senza perdere la profondità delle informazioni e che consente una collaborazione più fluida tra discipline eterogenee.

Il successo di IFC5 dipenderà dalla capacità di soddisfare le esigenze di un settore in rapida trasformazione, dove i gemelli digitali, l’intelligenza artificiale e la gestione basata sui dati sono sempre più centrali. La sfida sarà mantenere l’equilibrio tra l’evoluzione tecnologica e la continuità con i sistemi esistenti, favorendo una transizione che sia non solo innovativa, ma anche inclusiva e sostenibile.

Con una struttura più flessibile, supportata da approcci semantici avanzati e da una migliore integrazione con formati moderni come JSON e tecnologie emergenti come USD, IFC5 ha tutte le carte in regola per diventare il fulcro della digitalizzazione nel settore AEC. Tuttavia, la strada verso un’adozione globale richiederà una collaborazione senza precedenti tra sviluppatori e stakeholder di ogni livello.

IFC5 non rappresenta solo il futuro dello scambio di dati, ma anche un’opportunità per costruire un settore più connesso, efficiente e resiliente. È uno standard che promette non solo di rispondere alle sfide di oggi, ma di anticipare e guidare quelle di domani, gettando le basi per un ecosistema digitale in cui la ricchezza semantica e l’interoperabilità sono alla base di ogni innovazione.

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