Superare le sfide nella fase di progettazione dei progetti di costruzione

Superare le sfide nella fase di progettazione dei progetti di costruzione

Teorema srl di Milano, si occupa da 30 anni della distribuzione di strumenti di misura Leica Geosystems, specializzandosi negli ultimi anni nel campo del rilievo 3D tramite scansione laser. 

La tecnologia di acquisizione della realtà è migliorata notevolmente dal 2018, quando è stato rilasciato Leica RTC360, il primo scanner laser 3D in grado di acquisire un milione di punti al secondo e di sfruttare la tecnologia Visual Inertial System (VIS) per la preregistrazione automatica sul campo di più configurazioni di scansione. Da allora sono state sviluppate soluzioni hardware e software più potenti per aumentare ulteriormente la precisione e l’efficienza dell’acquisizione e dell’elaborazione dei dati. Negli ultimi dieci anni, sempre più imprese edili hanno adottato la tecnologia di acquisizione della realtà. Oggi più del 20% delle imprese edili utilizza già nei propri cantieri tecnologie autonome ancora più avanzate.

Nonostante l’approccio con corde e nastri spesso comporti rilavorazioni che comportano ritardi e costi più elevati, è ancora utilizzato da molte imprese di costruzione edile. Con gli edifici che diventano sempre più complessi e la crescente necessità di essere più sostenibili, le problematiche che si incontrano possono diventare esponenzialmente più costose, danneggiando a lungo termine l’azienda. 

Ma anche quando vengono utilizzati dispositivi per l’acquisizione della realtà, i risultati generati devono essere condivisi con tutte le parti interessate nel progetto, ma l’enorme quantità di dati prodotti può limitarne il trasferimento. Ciò evidenzia che le imprese di costruzione di edifici possono migliorare significativamente le prestazioni utilizzando soluzioni hardware e software adatti e adattando i propri flussi di lavoro.

 

Sfide della fase di progettazione

 

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La fase di progettazione è essenziale ed è un indicatore preliminare se il piano sarà completato nei tempi e nel budget previsti. Per prima cosa viene creato il modello di progettazione con una delle diverse soluzioni software disponibili sul mercato. Una caratteristica importante è data dell’esportazione dei piani di progettazione nel formato richiesto per garantire la compatibilità con altre soluzioni software e hardware. Una volta approvata la progettazione del progetto di costruzione, i piani possono essere preparati per consentire al team sul campo di affrontare il progetto nel mondo fisico.

Con una strategia solida, strumenti validi e giusti, le diverse attività, dalla scansione all'elaborazione dei dati, vengono completate in modo efficiente. L'esecuzione manuale delle misurazioni richiede che più membri del team si rechino all'edificio e, quando le misurazioni non sono sufficientemente precise, potrebbe essere necessario un altro viaggio. Viaggi ripetuti al cantiere richiedono molto tempo e comportano costi più elevati e una maggiore impronta di carbonio per l’azienda, riducendo il numero di progetti su cui può lavorare. Inoltre, i dati imprecisi spesso causano costose rielaborazioni e ritardi a seconda della fase di costruzione e dei problemi rilevati.

In base alle esigenze del progetto, sono disponibili diversi scanner laser 3D per soddisfarle e catturare edifici, ognuno con i suoi vantaggi. Gli scanner laser terrestri come l'RTC360 hanno prestazioni più elevate in termini di precisione e risoluzione con il loro approccio stazionario durante la scansione. Il Leica BLK360 è lo scanner laser leggero più piccolo al mondo, facile da trasportare e pratico da usare in spazi ristretti e ambienti confinati. D'altro canto, gli scanner laser mobili come Leica BLK2GO possono catturare l'edificio mentre lo si attraversa. L'approccio mobile consente una produttività incomparabile, consentendo di completare progetti di scansione in cui è necessario un equilibrio tra velocità e precisione per soddisfare le aspettative del cliente.

Questo ci porta a un altro problema che gli architetti devono affrontare quando utilizzano gli scanner laser 3D per i loro progetti. La loro competenza principale è la progettazione di edifici, non la cattura della realtà o la modellazione. Ciò costringe ogni architetto a investire in hardware e software per l'acquisizione della realtà e ad avere membri del team dedicati a lavorare su queste attività o a utilizzare un fornitore di servizi esterno. A seconda delle circostanze, entrambe le opzioni sono interessanti, ma per la maggior parte, investire in dispositivi di acquisizione della realtà e nella soluzione software adatta sarà più redditizio a lungo termine. Tuttavia, devono creare nuovi flussi di lavoro per i loro progetti per ottenere il massimo da questa tecnologia e liberare il loro potenziale.

Infine, i dati generati dalle scansioni devono essere condivisi con tutte le parti interessate coinvolte nel progetto. I formati di dati esistenti non sono sempre compatibili con alcune soluzioni software utilizzate dalle parti interessate. Un ambiente dati comune (CDE) o uno strumento di gestione dei progetti di costruzione basato sul cloud sarebbero entrambi ottime piattaforme per avere tutte le parti sulla stessa pagina e in grado di lavorare con i dati degli altri. L’implementazione di tutto ciò è impegnativa poiché le diverse soluzioni software avrebbero bisogno della possibilità di esportare i dati in un formato utilizzabile da tutti. Sebbene alcuni utilizzino già tali piattaforme, tutte le imprese legate all’edilizia necessitano di tempo per implementarle e utilizzarle pienamente e aumentare l’efficienza.

 

Combinazione di prodotti per migliorare i flussi di lavoro

 

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Scansione

Dalle soluzioni hardware a quelle software, ce ne sono molte disponibili che possono essere utilizzate per la costruzione di edifici. Possono migliorare la precisione e l'efficienza in modo indipendente, ma quando le soluzioni hardware e software vengono combinate, possono sbloccare un enorme potenziale. Quando si investe in nuove soluzioni hardware e software, è essenziale innanzitutto definire le esigenze di ogni azienda individualmente per trovare la migliore combinazione di strumenti per loro.

A seconda del tipo di progetto più comune di un’azienda, i requisiti per uno scanner laser 3D differiscono. Gli scanner terrestri e mobili sono vantaggiosi in quanto sono facili da usare e generano nuvole di punti accurate. Le soluzioni autonome possono essere programmate per scansionare edifici con un intervento umano minimo, ma non vengono utilizzate così tanto. Una volta dotato di uno scanner adeguato, l'edificio può essere catturato in una frazione del tempo rispetto ai metodi tradizionali. Dopo che tutto è stato scansionato, un trasferimento regolare dei dati con una soluzione software compatibile è l'ultimo passaggio prima che il team di progettazione possa iniziare a lavorare sulla registrazione finale.

Registrazione

Durante la scansione di un edificio, i dati della nuvola di punti generati possono essere visualizzati, registrati e caricati a seconda delle soluzioni hardware e software utilizzate. Un esempio è la gamma di scanner BLK abbinata all'app BLK Live, che ti consente di vedere l'avanzamento della scansione in tempo reale sul tuo dispositivo mobile per verificare che tutto sia stato scansionato correttamente. Durante il processo di scansione sono disponibili una vista dall'alto 2D e un rendering 3D della nuvola di punti per il monitoraggio dei progressi. Una densità inferiore della nuvola di punti sull'app BLK Live aiuta a identificare un'area che deve essere nuovamente scansionata per aumentare la precisione.

Un'altra combinazione di prodotti in grado di eseguire il tracciamento in tempo reale sul campo è Leica Cyclone FIELD 360 abbinato a RTC360, che è anche compatibile con BLK360. L'etichettatura in loco è una funzionalità utile, proprio come la funzione Quick Plan, che consente di generare una semplice planimetria direttamente sul campo senza la necessità di elaborarla in una soluzione software separata. Se c'è una parte dell'edificio difficile da raggiungere in cui la nuvola di punti non è così precisa, un dispositivo mobile Apple con l'app Cyclone FIELD 360 può colmare la lacuna utilizzando i suoi sensori LiDAR. Ciò evidenzia i recenti sviluppi e il modo in cui la tecnologia esistente e ampiamente disponibile può essere combinata e utilizzata specificamente per il progetto in questione.

L'ultimo passaggio prima di creare i risultati finali è registrare le nuvole di punti acquisite. Leica Cyclone REGISTER 360 PLUS è una potente soluzione software leader del settore che si abbina perfettamente all'RTC360 per fornire una soluzione integrata dal campo alla finitura. Sfrutta il Visual Inertial System (VIS) dell'RTC360 per posizionare e combinare automaticamente i dati di scansione con le coordinate del mondo reale. Questo processo può essere completato con un'assistenza manuale minima da parte dell'utente, rendendolo disponibile a un pubblico più ampio. Una volta acquisito l'intero edificio, i dati vengono trasferiti in ufficio e il team di progettazione può iniziare a elaborarli.

Risultati finali

La creazione di risultati finali dai dati acquisiti richiede una soluzione e un flusso di lavoro adeguati per importare, elaborare, visualizzare ed esportare in un formato che tutte le parti interessate possano utilizzare. Parte della famiglia Cyclone, Leica Cyclone 3DR è l'ultimo dei tre che funziona fianco a fianco con le altre soluzioni software Cyclone. Dopo la raccolta dei dati con Cyclone FIELD 360 e la registrazione in Cyclone REGISTER 360 PLUS, i dati possono essere utilizzati per creare risultati finali con Cyclone 3DR. A differenza di altre soluzioni, Cyclone 3DR non si concentra su un singolo flusso di lavoro per un risultato finale specializzato ma include una gamma di strumenti adattabili per creare e analizzare vari risultati finali 3D. Il flusso di lavoro intuitivo e semplice di Cyclone 3DR consente agli operai edili di elaborare i dati, creare risultati finali più velocemente ed esportarli nel formato corretto.

I risultati finali vengono quindi condivisi con le parti interessate per portare tutti sulla stessa pagina del progetto. Ciò consente loro di aprire il risultato finale nella soluzione software di loro scelta, poiché sono disponibili molte opzioni. Per fare ciò, è essenziale che il risultato finale possa essere utilizzato con diverse soluzioni software. Leica CloudWorx, ad esempio, è un ottimo plug-in CAD per consentire ad altre soluzioni software di elaborare le nuvole di punti, accelerare la creazione di risultati finali 2D e 3D ed eseguire controlli di qualità e collisioni. Un'alternativa all'elaborazione manuale dei dati generati è la piattaforma basata su cloud Hexagon Digital Reality (HxDR). Con l’aiuto dell’intelligenza artificiale e degli algoritmi di machine learning è possibile elaborare autonomamente i dati acquisiti e creare nuvole di punti o file mesh. Ulteriori strumenti per generare autonomamente risultati finali verranno aggiunti alla piattaforma HxDR per elaborare i dati acquisiti con gli scanner laser.

Il flusso di lavoro Scan-to-Plan

Equipaggiato con le giuste soluzioni hardware e software, il flusso di lavoro Scan-to-Plan può essere avviato e completato in modo efficiente. Con un solido flusso di lavoro Scan-to-Plan, un edificio può essere catturato con uno scanner per poi creare risultati finali 3D o 2D raffigurante l'edificio scansionato nel modo più accurato possibile. Sulla base di questi risultati, il cliente può creare piani precisi per il proprio progetto per aumentare la precisione e l'efficienza dei propri team in ufficio e sul campo. In totale, sono necessari otto passaggi per garantire che vengano creati e condivisi con le parti interessate risultati finali di alta qualità.

  1. Definire le aree che devono essere scansionate
  2. Scansiona le aree definite dell'edificio
  3. Registra la nuvola di punti
  4. Esporta i dati acquisiti nel formato corretto
  5. Importa i dati in una soluzione software compatibile
  6. Elabora i dati e genera risultati finali 2D o 3D
  7. Condividere con le parti interessate appropriate per prendere decisioni
  8. Apporta miglioramenti dentro o fuori dal cantiere

 

 

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Due esempi di un flusso di lavoro solido sono il Vorwerk Wupper Süd e la Villa Boisserée in Germania, dove l'architetto stesso ha scansionato gli edifici da solo in poche ore utilizzando Leica BLK2FLY e BLK2GO. Uno strumento utile è stata l'app BLK Live che gli ha permesso di seguire l'avanzamento della scansione mentre camminava tra gli edifici per controllare e verificare che ogni parte fosse stata scansionata.

Un altro caso evidenzia come un buon flusso di lavoro possa aumentare enormemente la produttività: l’azienda canadese DCMS ha dovuto scansionare 15 edifici scolastici e amministrativi con una superficie di oltre 53.000 metri quadrati in otto giorni. Per questo compito, hanno utilizzato l'RTC360 e il Leica BLK360 G1 per scansionare gli edifici caricando contemporaneamente i dati generati ruotando le unità di salto e le batterie per massimizzare l'efficienza. In questo modo, l'ufficio ha potuto iniziare a lavorare sui risultati finali derivanti dai dati caricati mentre il team sul campo continuava a scansionare gli edifici rimanenti. A seconda del progetto, questo processo può essere eseguito una o più volte se sono necessarie verifiche durante il progetto.

Scan-to-Plan nel futuro

 

 

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Nell’ultimo decennio sono stati apportati miglioramenti significativi all’acquisizione della realtà, aiutando le imprese di costruzione a migliorare il flusso di lavoro della fase di progettazione. Sono state sviluppate soluzioni hardware e software più potenti per acquisire ed elaborare il cantiere nel modo più accurato ed efficiente possibile. Le nuove tecnologie e le partnership miglioreranno ulteriormente l’efficienza e la qualità dei risultati finali, soprattutto quando le soluzioni hardware e software saranno compatibili e combinate per i progetti.

Catturare con precisione i cantieri è diventato più semplice con la tecnologia di acquisizione della realtà esistente e diventerà ancora più semplice con lo sviluppo di nuove tecnologie in futuro. Un esempio è Leica BLK2GO PULSE, che utilizza la tecnologia della fotocamera Time-of-Flight (TOF) per catturare immagini fotorealistiche e le dimensioni di una stanza. Inoltre, è possibile collegare e collegare direttamente uno smartphone per una visualizzazione live della nuvola di punti per verificare che l'area definita sia stata catturata.

Rimpicciolire le singole parti di uno scanner è una grande sfida e rallenterà lo sviluppo di soluzioni hardware rivoluzionarie poiché questi limiti sono spesso difficili da superare. Questi limiti non si applicano alle soluzioni software poiché l’automazione dei processi può essere migliorata, democratizzando ulteriormente la tecnologia di acquisizione della realtà e consentendo flussi di lavoro end-to-end per tutti. Reality Cloud Studio, basato su HxDR, è un esempio di soluzione cloud che automatizza l'elaborazione dei dati acquisiti e crea gemelli digitali registrati e meshati. Con questo strumento, i risultati finali possono essere creati e utilizzati in loco senza richiedere a un membro del team di registrare ed elaborare manualmente i dati. Le decisioni possono essere prese sul posto poiché i dati possono essere facilmente condivisi, consentendo alle parti interessate di adattare i propri piani in base alle informazioni disponibili.

Guardando al futuro, ci sarà un cambiamento nella fase di progettazione dei progetti di costruzione. Un pubblico più ampio adotterà soluzioni più automatizzate o autonome per aiutarli a migliorare i propri flussi di lavoro. Ciò è particolarmente interessante in quanto le generazioni più giovani sono necessarie nel settore edile e hanno un’elevata affinità con la tecnologia e non necessariamente amano il lavoro fisico. Poiché sempre più progetti richiedono la tecnologia di acquisizione della realtà, si apriranno maggiori opportunità di business per le aziende che utilizzano questa tecnologia per garantire operazioni redditizie.

Per conoscere meglio questi strumenti, avere maggiori informazioni tecniche e commerciali sulla scansione laser 3D e ricevere una dimostrazione gratuita dai nostri tecnici del team Teorema Srl : email Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.  telefono 025398739.


Schede tecniche e maggiori info consultabili al nostro sito web www.geomatica.it 

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