ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN BUILDING SITE MANAGEMENT

The paper documents the research program entitled "SY4.0, Smart Yard: Industry 4.0 Production Process" financed with European funds under the ERDF Regional Operational Program 2014-2020. The research, through the use of automatic field data processing systems and their integration in the design, through the realization of technological demonstrators and through the improvement of operating activities and disseminating and sharing information, aims to come up with a new modalities for yard management based on digitized processes able to collect and monitor the computational data and to direct them towards specified purposes of production processes optimization. In particular, the specific objectives of the project concern: the exploitation of operative technologies; the rationalization of resources through the reduction of waste and reuse in the life cycle of the building of some construction site devices; the protection of the safety, security and well-being of workers. These intentions are reflected in the proposition of an evolved organizational and management model which, through the prefiguration of the working steps, allows a more reliable control of the production process, mitigating the inevitability of the characteristic uncertainty scenarios and achieving more rational use of resources. In order to achieve the objectives, the methodological measures proposed concern: base scenario analysis; recognition on the construction site management technologies in Industry 4.0 perspective; IT platform development and sensors design. The results of the research are: high-performance power supply systems, power bank recharging hubs; hybrid lighting systems; remote monitoring tower of construction sites; smart dust suppression; IT platform for workflow digitization; work stations and devices based on low-invasive sensors and wireless communication protocols. In order to test their actual effectiveness, the devices developed will be individually checked by their producers and then, connected in the new management model, validated in a pilot yard. Il contributo documenta il programma di ricerca dal Titolo SY4.0 -Smart yard: Industry 4.0 production process- finanziato con fondi europei nell’ambito del Programma Operativo Regionale FESR 2014-2020. (Responsabili Scientifici: V. Legnante, A. Cucurnia) L’innovazione tecnologica nei settori della meccanizzazione, dei vettori energetici, dell’automazione, dei processi per l’informazione (ICT) e nell’uso di “intelligenza” distribuita (IoT), ha modificato gli assetti gestionali e i modelli organizzativi convenzionali del processo produttivo “cantiere edile” migrando verso la “fabbrica intelligente” in logica “Industria 4.0”. Mediante la prefigurazione anticipata delle fasi operative, le nuove tecnologie consentono infatti di controllare i processi attuativi mitigandone le incertezze e conseguendo un impiego delle risorse più razionale. Inoltre, le macchine, in grado di dialogare tra loro e con gli operatori del cantiere, monitorano e memorizzano i dati dei manufatti e ne trasferiscono le informazioni al sistema preposto alla gestione del loro ciclo di vita utile. Sulla base di tale scenario la ricerca, tramite l’utilizzo di sistemi informativi per l'acquisizione e l'analisi dei dati sul campo e la loro integrazione nella progettazione e messa a punto di dimostratori, si propone di implementare i processi produttivi, con particolare attenzione al momento di materiale esecuzione delle opere, attraverso l’ottimizzazione dell’allocazione delle risorse, delle attività operative e della diffusione e condivisione delle informazioni. In particolare lo studio persegue quattro obiettivi principali finalizzati a generare risultati immediatamente utilizzabili. Il primo concerne la razionalizzazione delle risorse non rinnovabili, la riduzione degli scarti e il riutilizzo di alcuni dispositivi di cantiere nel ciclo di vita del fabbricato. Questo implica una correlazione fra la fase di materiale esecuzione del processo con la successiva di esercizio introducendo un importante elemento di innovazione che comporta l’implementazione delle dotazioni e la facilitazione degli interventi manutentivi. Il secondo riguarda l’efficienza del processo produttivo, la valorizzazione delle tecnologie operative e la tutela della sicurezza, incolumità e benessere dei lavoratori. Nello specifico il proposito è quello di razionalizzare l’impiego delle più comuni attrezzature di tipo elettromeccanico di cantiere, sia tradizionali che evolute, e prevalentemente portatili, al fine di consentirne un modello di gestione avanzato. Il terzo si riferisce alle attività operative e ai contenuti informativi del processo costruttivo. La revisione dei processi e la prefigurazione di modelli organizzativi evoluti e maggiormente adeguati contribuisce a ridurre gli sprechi incrementando l'efficienza del processo costruttivo. Vengono analizzate le differenti tipologie cantieristiche e selezionati gli elementi invarianti al fine di individuare nuovi sistemi di gestione dati che correlino le informazioni di ciascuna categoria di lavorazione al prodotto intermedio corrispondente, costituendo una piattaforma informatica in grado di far dialogare tutti i sistemi informativi presenti in cantiere. L’ultimo attiene alla gestione delle informazioni mediante applicazioni evolute di ICT, di scambio su base selettiva, di rilevazione e di gestione di sottosistemi per categorie applicative, producendo documenti statici e preliminari all'apertura del cantiere (e.g. permessi, contratti…), sistemi dinamici editabili (e.g. progetto architettonico, progetto impiantistico, progetto strutturale, .. ), oppure testi, immagini, video, generati da inserimenti (e.g. istruzioni d'uso, sequenze di montaggio, …), o da rilevazioni in opera (archivio fotografico del cantiere, time lapse, riprese mirate, …). Nello specifico la sperimentazione è orientata a prefigurare sistemi di alimentazione elettrica maggiormente performanti, hub per ricaricare power bank che alimentano elettroutensili portatili; sistemi di illuminazione ibridi; torre per il monitoraggio remoto dei cantieri; abbattitori di polvere intelligenti; piattaforma software integrata per la digitalizzazione dei processi ispettivi e delle installazioni; dispositivi e stazioni di lavoro basati su sensori a bassa invasività e protocolli di comunicazione wireless. La reale efficacia dei dispositivi prefigurati sarà testata sottoponendoli preliminarmente a una verifica presso gli enti fabbricatori e successivamente subordinati a validazione in cantieri pilota.