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Libreria openBIM: dall'ideazione all'utilizzo

Parte 1: Cos'è e cosa contiene

 

Durante uno scambio di informazioni tra diversi soggetti è fondamentale garantire che tutte le parti coinvolte abbiano una comprensione condivisa del significato di ciascun concetto.

Questo vale in qualsiasi situazione e ancor di più nello scambio tra domanda e offerta che avviene tra committenti e fornitori nel mondo delle costruzioni e delle infrastrutture.
Di conseguenza, è buona prassi che le informazioni siano definite e che i concetti oggetto dello scambio siano conservati in una libreria da condividere tra le parti.

Con il presente articolo vogliamo contribuire al discorso ormai pervadente che ha come focus le Librerie BIM. Grazie alla nostra esperienza negli ambiti della modellazione del dato, della modellazione informativa e dell’interoperabilità, possiamo fornire spunti di riflessione e approfondire il discorso sui concetti fondanti di una Libreria openBIM. Il presente articolo è quindi parte di una miniserie serie dedicata all’ideazione e alla realizzazione di Librerie OpenBIM, a partire dall’implementazione da principi definiti nello standard IFC.

Quindi, per cominciare, ci si chiede:

Cos’è una Libreria openBIM?

Per definire cosa sia una Libreria openBIM, ragioniamo prima sul modello BIM.

Il modello BIM è un modello a “oggetti”. Secondo lo standard IFC, al suo interno si possono avere, tra gli altri, tre principali categorie di oggetti BIM (di seguito semplicemente Oggetti):

1. Oggetti 3D (Elementi o Assemblati);
2. Gruppi (Sistemi, Zone, ecc.);
3. Elementi spaziali (Elementi di struttura spaziale, Zone spaziali, ecc.).

I primi (1) hanno sempre una rappresentazione geometrica nel modello digitale (una forma), gli altri (2, 3) sono privi di tale rappresentazione geometrica (figura 1).

 

 

Ogni Oggetto potrebbe essere creato ex novo, direttamente nel modello BIM, oppure potrebbe essere inserito nel modello sfruttando un “oggetto generico” già definito. Sono proprio questi “oggetti generici” che una volta collezionati costituiscono una Libreria.

Le librerie sono uno strumento in mano al modellatore, e al verificatore, che permettono di creare un modello BIM, o verificarne il contenuto, senza partire da zero. Tutte le informazioni comuni alla stessa tipologia di oggetti possono essere racchiuse in un “oggetto generico”, il quale verrà utilizzato, o meglio istanziato, diverse volte all'interno del modello. Questi “oggetti generici” corrispondono al concetto di tipologico.

Quindi, potremmo dire che una Libreria openBIM è una collezione strutturata di Tipologici.

I Tipologici di una Libreria openBIM vengono utilizzati durante la produzione di un modello BIM per creare Oggetti, ossia gli specifici elementi presenti nel modello BIM rappresentativi dell’asset reale.

Detto questo, verrebbe spontaneo chiedersi: cos’è un Tipologico? Da dove viene la sua definizione?

Tipologici e Oggetti secondo IFC

La logica per cui un Oggetto del modello BIM può essere creato a partire da un Tipologico è stabilita, in genere, da un modello dati, che rappresenta lo schema di riferimento secondo il quale vengono descritti i dati stessi. Il modello dati IFC, ad esempio, stabilisce la logica che lega un Oggetto a un Tipologico e dà una definizione di entrambi.

In IFC l’Oggetto è definito dall’entità IfcObject, e a tale Oggetto può essere associato un Tipologico (definito dall’entità IfcTypeObject). Come si vede, esiste una forte rapporto di dipendenza tra l’Oggetto e il suo Tipologico.

Il Tipologico definisce le informazioni comuni a tutte le occorrenze (Oggetti) di quel tipo, ed è sempre rappresentato da almeno un set di proprietà. Tale set contiene le informazioni alfanumeriche disponibili per il Tipologico, e definisce tutte le proprietà comuni che si applicano a tutte le occorrenze (Oggetti) di quel tipo.

Attenzione! Come per gli Oggetti anche i Tipologici possono avere o meno una forma.

Ad un Tipologico, infatti, in aggiunta al set di proprietà comuni, è possibile associare:

• la definizione della struttura del Tipologico, ossia delle relazioni con altri Tipologici;
• altre regole (es., materiali comuni, vincoli funzionali, ecc.).

Mettiamo in pratica questi concetti attraverso un esempio.

Poniamo un esempio molto semplice di Tipologico, avente forma, e relativo Oggetto.

Lo schema IFC contiene un’entità IfcDoor (sottotipo di IfcObject), alla quale è associata un’entità IfcDoorType (sottotipo di IfcTypeObject) che la caratterizza. IfcDoor eredita da IfcDoorType tutte le informazioni e le proprietà comuni di quel Tipologico.

Se fossi un modellatore che sta progettando una stanza, e avessi bisogni di inserire nel modello, ad esempio, una porta da 100x270 cm, potrei seguire due strade: creare l’oggetto direttamente nel modello oppure sceglierlo all’interno di una Libreria (openBIM) di Tipologici a mia diposizone.

La porta che prenderò dalla Libreria contiene una serie di informazioni, valide per qualsiasi porta di quella tipologia (es., codice identificativo del tipologico, il nome del tipologico, le dimensioni del tipologico) che l’Oggetto erediterà una volta inserito nel modello.

Una breve ma essenziale nota: molti strumenti di BIM authoring, in fase di istanziazione del Tipologico (ciò quando viene creato l’Oggetto nel modello, assegna a quest’ultimo un codice identificativo univoco (GUID, o UUID) al fine di riconoscere universalmente l’Oggetto (non possono esistere due Oggetti con lo stesso GUID). Ciò precisato viene da chiedersi: queste caratteristiche ereditate sono sufficienti a definire la specifica porta per quella specifica stanza di quel progetto? Molto spesso no.

 

Per questo, quando si crea un Oggetto, è possibile aggiungere informazioni specifiche a tale Oggetto. Questo può essere fatto in due modi:

a) valorizzando dei campi (proprietà) prestabiliti a livello di Tipologico, ma lasciati appositamente vuoti (non valorizzati);

b) creando specifici set di proprietà personalizzate per lo specifico Oggetto. Attenzione! Se l’opzione b) è richiesta per più di un paio di Oggetti, forse è un’indicazione che il set di proprietà aggiuntivo poteva essere creato al livello del Tipologico. In generale, l’opzione b) è spesso sintomo di una discutibile strategia di modellazione del dato.

 

Di seguito, vi proponiamo uno schema che rappresenta il dualismo tra Oggetto e Tipologico. Lo schema include la loro relazione con il modello dati di provenienza, come il modello dati IFC.

 

Se avete seguito il ragionamento fin qui, proviamo ad andare oltre. Probabilmente, a questo punto, vi chiederete:

Come si applica questo concetto ai Tipologici e agli Oggetti senza forma?

Il ragionamento è lo stesso. L'unica differenza è che il Tipologico senza forma corrisponde ad un semplice set di proprietà standard associabili a degli Oggetti. Proviamo a vedere un esempio di Tipologico e relativo Oggetto non aventi forma, come un impianto antincendio.

Lo schema IFC prevede un’entità IfcSystem, con la quale si possono rappresentare degli impianti. Solitamente l’Oggetto impianto non ha forma e posizione proprie, poiché sono gli oggetti che lo compongono ad averne. Tuttavia, l’impianto antincendio ha delle caratteristiche proprie di quella tipologia di impianto. Inoltre, potrebbe avere anche delle caratteristiche specifiche di quel particolare impianto .

Queste caratteristiche possono essere raccolte in un set di proprietà per un generico impianto antincendio. Questo rappresenta il Tipologico dell’impianto stesso.

Riassumendo i concetti di una Libreria openBIM

• Una Libreria BIM è un insieme strutturato di Tipologici;
• Un Tipologico è un elemento di Libreria;
• Un Tipologico, e il conseguente Oggetto, possono non avere una forma;
• Un Oggetto è l’occorrenza di un Tipologico;
• Un Tipologico definisce le informazioni comuni a tutte le occorrenze (Oggetti) di quel tipo;
• La relazione tra Tipologico e Oggetto è definita da un modello dati;
• Un esempio di modello dati è il modello dati IFC.

Conclusioni

Una volta definito cosa sia una Libreria openBIM e visto il dualismo tra Tipologico e Oggetto secondo IFC, viene spontaneo porsi una serie di quesiti circa il suo utilizzo e soprattutto la sua utilità.

Di fatto, a cosa serve una Libreria openBIM? Sicuramente può essere utili al modellatore, al progettista e via dicendo. Tuttavuia, la sua utilità potrebbe avere un impatto più diffuso.

In che situazioni è utile avere una Libreria openBIM? Chi la crea e chi la usa?

Inoltre, potrebbe la Libreria avere un’utilità per i Committenti al fine di qualificare la domanda?

Riteniamo che ognuna di queste domande rappresenti degli spunti di riflessione interessanti e soprattutto rilevanti per il contesto nazionale. Anche a questo è dedicata la seconda parte di questa miniserie.

E voi? Che domande vi porreste con una simile premessa?

 

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by Giulia Minnucci