Sviluppo di app mobili per il controllo qualità (QA/QC) nel settore edile con sincronizzazione BIM: una guida completa per il cantiere

Un ingegnere di cantiere individua un manicotto posizionato in modo errato al quarto piano. Scatta una foto, redige una nota e la inserisce in un foglio di calcolo che il team di coordinamento visionerà venerdì. A quel punto, la soletta sarà già stata gettata. La maggior parte dei problemi di qualità nelle costruzioni non è causata da una mancanza di ispezioni. È causata dal fatto che i risultati delle ispezioni giungono al modello e alle persone in grado di risolvere i problemi troppo tardi.

Un’app mobile per il controllo qualità (QA/QC) nel settore edile con sincronizzazione BIM colma questa lacuna. Consente agli ispettori di aprire il modello coordinato aggiornato su uno smartphone o un tablet, verificare i lavori confrontandoli con esso e registrare ogni difetto direttamente sull’elemento del modello interessato. Il problema viene quindi risincronizzato con il flusso di lavoro AEC e BIM del progetto, dove progettisti, coordinatori e appaltatori specializzati possono visualizzarlo in un unico punto.

Questa guida spiega come funziona la sincronizzazione BIM, quali requisiti deve soddisfare un modello per poter supportare le attività di controllo qualità (QA/QC) in cantiere, quali sono le funzionalità più importanti, quali aspetti del flusso di lavoro vengono migliorati e come scegliere tra una piattaforma standard e un'applicazione personalizzata.

01Che cos’è un’app mobile per il controllo qualità (QA/QC) nel settore edile?

Un'app mobile per il controllo qualità (QA/QC) nel settore edile è un'applicazione da campo che sostituisce i moduli di ispezione cartacei con liste di controllo digitali, prove fotografiche e tracciabilità dei problemi. Quando si sincronizza con il BIM, collega inoltre ogni registrazione di ispezione a un elemento specifico del modello di progetto.

È opportuno distinguere due concetti. La garanzia della qualità (QA) è il sistema pianificato che previene i difetti: piani di ispezione e collaudo, punti di blocco, procedure operative e flussi di lavoro di approvazione. Il controllo della qualità (QC) è l’atto di verificare il lavoro eseguito rispetto ai disegni, alle specifiche e al modello. Una buona app supporta entrambe le funzioni. Trasferisce le regole di QA sul campo sotto forma di liste di controllo e registra i risultati del QC come prova documentale.

Il collegamento al BIM è ciò che distingue queste app dagli strumenti di ispezione generici. Una semplice app di ispezione memorizza un "conflitto tra condotti, griglia C4, livello 3" sotto forma di testo e foto. Un'app collegata al BIM memorizza lo stesso risultato in relazione all'oggetto condotto stesso, con il sistema, le dimensioni e la posizione già associati.

02Come funziona la sincronizzazione BIM per il controllo qualità (QA/QC) nel settore edile?

La sincronizzazione BIM in tempo reale significa che gli aggiornamenti del modello vengono trasmessi ai dispositivi in cantiere e che i dati raccolti in cantiere vengono inseriti nel modello tramite una piattaforma cloud condivisa, anziché tramite file inviati via e-mail e riunioni settimanali. Il flusso di lavoro tipico è il seguente:

1. Il modello coordinato viene pubblicato in un ambiente dati comune (CDE), l'unica piattaforma condivisa in cui sono conservate le informazioni approvate relative al progetto.
2. I dispositivi del sito scaricano la versione corrente e ne conservano una copia nella cache per le aree con segnale debole.
3. Un ispettore seleziona un elemento nel modello, ad esempio una serranda tagliafuoco o una colonna, ed esegue la lista di controllo assegnata a quel tipo di elemento.
4. Un articolo difettoso viene registrato** come problema**, con l'ID univoco dell'elemento, il punto di vista della telecamera, le foto, le note dell'ispettore e il responsabile.
5. Il progetto viene sincronizzato con il CDE non appena il dispositivo si connette e appare nello strumento di coordinamento già utilizzato dal team BIM.
6. Il responsabile del settore provvede alla riparazione, carica le prove e l'ispettore chiude la pratica sul posto.

L’ID dell’elemento è la parte fondamentale. Nei flussi di lavoro openBIM, le segnalazioni vengono spesso trasmesse nel formato BIM Collaboration Format (BCF), uno standard di buildingSMART International che fa riferimento agli elementi del modello tramite i loro GUID IFC e allega punti di vista e commenti. Ecco perché un problema segnalato su un tablet può essere aperto direttamente sull’oggetto specifico in Navisworks, Revit o Solibri, invece di costringere un coordinatore a cercare «il terzo condotto da sinistra».

Cosa significa "in tempo reale" in un cantiere?

Nella maggior parte dei siti, "in tempo reale" significa in realtà "non appena il dispositivo si riconnette". Scantinati, nuclei e solai con struttura in acciaio spesso ostacolano il segnale, quindi un'app da campo deve funzionare offline, mettere in coda i propri dati e sincronizzarli in un secondo momento senza perdere informazioni.

In questo contesto sono importanti due verifiche pratiche. Innanzitutto, occorre verificare come l’app gestisce i conflitti, ad esempio quando due ispettori modificano lo stesso problema in modalità offline. In secondo luogo, occorre verificare come segnala un modello memorizzato nella cache che non è più aggiornato, in modo che nessuno effettui ispezioni sulla base di una revisione superata.

03Controllo qualità (QA) e controllo di qualità (QC) su supporto cartaceo, digitale e integrato con il BIM

Il passaggio da un’app per ispezioni generiche a una integrata con il BIM assume particolare rilevanza nei progetti caratterizzati da un’alta densità di impianti, come ospedali, centri dati e laboratori. In tali edifici, il costo di un difetto dipende in larga misura dalla rapidità con cui il team di coordinamento MEP ne viene a conoscenza.

04Quali problemi risolve il controllo qualità (QA/QC) sincronizzato con il BIM?

Il valore di un flusso di lavoro basato sul BIM non sta semplicemente nel fatto che sostituisce la carta. Esso accorcia il percorso che va dall’individuazione di un difetto alla fornitura alla persona giusta delle informazioni necessarie per risolverlo.

Un flusso di lavoro ben progettato può aiutare i team a:

• Individuare i difetti in anticipo, prima che i lavori vengano coperti o che l'accesso diventi difficile.
• Assegnate a ogni problema una posizione e un responsabile ben definiti, invece di affidarvi a descrizioni del tipo “vicino al terzo condotto”.
• Assicurarsi che i team sul campo e in ufficio siano allineati sulla stessa versione del modello.
• Crea una traccia probatoria più solida grazie a foto, data e ora, punti di vista e cronologia dei problemi.
• Migliorare le informazioni relative al passaggio di consegne inserendo nel registro del progetto le condizioni verificate sul campo e le questioni risolte.

05Cosa serve a un modello BIM per l’ispezione di controllo qualità (QA/QC)?

L'utilità di un'app mobile per il controllo qualità (QA/QC) dipende interamente dal modello che essa apre. Molte implementazioni si arenano perché il modello è stato creato per il coordinamento progettuale, non per le ispezioni sul campo.

Prima di procedere alla distribuzione, verifica questi quattro aspetti:

• Il giusto livello di dettaglio (LOD). Gli elementi da sottoporre a verifica devono presentare un livello di dettaglio e dati sufficienti per consentire tale verifica. Una parete generica con LOD 200 non può essere sottoposta a verifiche relative alla resistenza al fuoco; un tipo di parete modellato con i relativi parametri di resistenza al fuoco, invece, sì.
• Parametri coerenti. Le liste di controllo per le ispezioni solitamente prevedono filtri per livello, zona, sistema e settore. Se tali parametri mancano o hanno denominazioni diverse in ciascun modello di disciplina, l'app non è in grado di assegnare automaticamente le liste di controllo.
• Un modello federato con risoluzione dei conflitti. L’analisi rispetto a un modello non coordinato genera falsi difetti. Il rilevamento sistematico dei conflitti BIM prima dell’avvio dei lavori di costruzione consente di concentrare le verifiche in cantiere sugli errori di installazione effettivi.
• Un processo di revisione chiaro. I team di cantiere devono sapere quale versione del modello è stata approvata per la costruzione, e l'app dovrebbe indicarla.

Per i progetti con una forte componente MEP, il modello alla base dell’app deriva solitamente dal coordinamento BIM MEP, in cui gli impianti meccanici, elettrici, idraulici e antincendio vengono definiti prima dell’installazione. Se tale coordinamento è carente, l’app di controllo qualità (QA/QC) lo metterà rapidamente in evidenza: si tratta di una funzione utile, ma non è certo il contesto in cui si vorrebbe riscontrare tale problema.

06Quali funzionalità dovrebbe avere un'app per il controllo qualità (QA/QC) nel settore edile?

Gli elenchi delle funzionalità forniti dai produttori sono lunghi. Sono queste le funzionalità che determinano se gli ispettori utilizzano effettivamente l'app ogni giorno:

• Modalità offline affidabile con sincronizzazione automatica e gestione dei conflitti.
• Problemi associati agli elementi che riportano l'ID dell'oggetto del modello, non solo un punto su un foglio.
• Liste di controllo create sulla base dei vostri piani di ispezione e collaudo, con punti di blocco che impediscono il proseguimento delle operazioni fino all’approvazione.
• Foto e annotazioni salvate con posizione e data/ora per garantire una traccia documentale pronta per la verifica.
• Supporto degli standard aperti (IFC e BCF), in modo che i progetti non rimangano vincolati all'ecosistema di un unico fornitore.
• Accesso basato sui ruoli, in modo che i subappaltatori possano visualizzare e chiudere solo le proprie voci.
• Approvazione digitale e cronologia delle verifiche per le ispezioni che richiedono un’approvazione formale.
• Integrazioni con i vostri sistemi CDE, di pianificazione e di gestione dei documenti.

La realtà aumentata (AR) è uno strumento utile per controlli specifici, come la verifica della posizione degli elementi di ancoraggio e dei manicotti prima del getto. La sovrapposizione del modello allo spazio fisico aiuta gli ispettori a individuare rapidamente eventuali errori di posizionamento. Il BIM con realtà aumentata in cantiere funziona al meglio come strumento mirato, non come metodo predefinito per lo svolgimento di ogni ispezione.

07Piattaforma standard vs app personalizzata per il controllo qualità (QA/QC)

La maggior parte dei fornitori dovrebbe partire da una piattaforma già consolidata. Un’app personalizzata ha senso solo quando i propri processi di qualità, le integrazioni o le esigenze dei clienti non trovano riscontro in ciò che il mercato offre già.

Tra le piattaforme più diffuse figurano Autodesk Forma (precedentemente Autodesk Construction Cloud), Procore, Dalux, PlanRadar, Fieldwire e Bluebeam. Si distinguono per il livello di integrazione con il BIM, l’efficacia del funzionamento offline e le tariffe applicate agli utenti sul campo; pertanto, è consigliabile testarle sui propri modelli e sulle proprie liste di controllo piuttosto che su un progetto dimostrativo.

Spesso si opta per una via di mezzo: mantenere un CDE tradizionale e sviluppare un livello mobile personalizzato o un’integrazione basata sulle sue API. Se state valutando queste opzioni, vale la stessa logica illustrata nella nostra guida sulle decisioni relative alla scelta tra sviluppo, acquisto o esternalizzazione del software. I team che optano per una soluzione personalizzata necessitano di uno sviluppo di app mobili native e multipiattaforma con gestione dei dati offline integrata fin dall’inizio, poiché aggiungere la sincronizzazione offline in un secondo momento è costoso.

08Cosa determina il costo di un'app per il controllo qualità (QA/QC) nel BIM?

Non esiste un prezzo unico valido per tutte le app mobili dedicate al controllo qualità (QA/QC) nel settore edile. Il costo dipende da quanto del flusso di lavoro è standard e da quanto invece deve essere sviluppato o integrato in base alle esigenze del vostro progetto.

Tra i fattori principali figurano:

• Requisiti BIM: visualizzazione dei modelli, selezione degli elementi, flussi di lavoro IFC e BCF e gestione delle revisioni.
• Requisiti sul campo: modalità offline, compatibilità con i dispositivi, acquisizione di foto, annotazioni, liste di controllo e approvazione.
• Esigenze di integrazione: CDE, controllo dei documenti, pianificazione, ERP, gestione delle risorse o sistemi dei proprietari.
• Complessità del flusso di lavoro: ruoli, approvazioni, punti di blocco, instradamento delle richieste e reportistica.
• Dimensioni: il numero di utenti, progetti, attività e cantieri che devono utilizzare il sistema.

Per un flusso di lavoro standard, una piattaforma consolidata rappresenta solitamente la soluzione più rapida. Lo sviluppo personalizzato diventa più rilevante quando tali requisiti devono interagire in un modo che la piattaforma scelta non è in grado di supportare.

09Come implementare un sistema di controllo qualità (QA/QC) sincronizzato con il BIM in un progetto in corso

Un'implementazione graduale funziona meglio rispetto alla sostituzione di tutte le operazioni fin dal primo giorno.

1. Trasforma i tuoi piani di ispezione e collaudo in liste di controllo digitali, associate ai tipi di elementi e alle maestranze.
2. Preparare il modello con i parametri, il livello di dettaglio (LOD) e le zone da cui dipendono le liste di controllo.
3. Configurare il CDE, la struttura delle cartelle, i permessi e le regole di pubblicazione dei modelli.
4. Progetto pilota su un unico piano o per un unico settore, solitamente l’installazione preliminare degli impianti meccanici, elettrici e idraulici, dove i difetti sono frequenti e costosi.
5. Formare i capisquadra e gli ispettori in cantiere, utilizzando i propri dispositivi, nelle condizioni reali in cui lavorano.
6. Esaminare settimanalmente i dati relativi ai problemi, individuando i difetti ricorrenti per categoria, ubicazione o tipo di elemento.
7. Includere le questioni risolte nel passaggio di consegne, in modo che le condizioni sul campo verificate alimentino il modello as-built e i dati della struttura.

Quando le condizioni in cantiere si discostano notevolmente dal progetto, la scansione laser aiuta a verificare ciò che è stato effettivamente realizzato. Il processo “Scan to BIM” fornisce al team addetto al controllo qualità (QA/QC) una documentazione accurata con cui effettuare il confronto prima della chiusura dei lavori.

10Errori comuni che interrompono il ciclo “dal campo al modello”

Esistono alcuni comportamenti ricorrenti che compromettono ripetutamente l’efficacia dei programmi di controllo qualità sincronizzati con il BIM. Il più comune è l’utilizzo dell’app prima che il modello sia pronto, il che inonda il sistema di falsi difetti e fa perdere allo strumento la sua credibilità agli occhi del personale in cantiere. Un altro è considerare l’app come un archivio fotografico, in cui i problemi vengono registrati ma non vengono mai assegnati, monitorati o risolti.

I team si trovano inoltre in difficoltà quando ignorano le prestazioni offline fino alla prima settimana trascorsa in cantina, oppure quando ogni reparto utilizza un’app diversa e nessuno ha una visione d’insieme. Infine, molti progetti interrompono il ciclo al momento della chiusura. Se le condizioni verificate sul campo non aggiornano mai il modello, il committente riceve un modello “as-built” che non corrisponde all’edificio.

11Rendere il BIM l’unica fonte di verità in cantiere

L'efficacia di un'app mobile per il controllo qualità (QA/QC) nel settore edile dipende interamente dal processo BIM su cui si basa. L'app consente di trasferire rapidamente le informazioni, ma è il modello a determinare se tali informazioni siano accurate, verificabili e utili al momento del collaudo. Gli appaltatori che traggono il massimo vantaggio dal controllo qualità sul campo considerano la preparazione del modello, il coordinamento e l'implementazione dell'app come un unico programma, anziché come tre acquisti distinti.

Monarch Innovation offre supporto su entrambi i fronti. I nostri team BIM realizzano e coordinano modelli pronti per la costruzione in Revit, Navisworks e Tekla, forniscono dati conformi allo standard IFC con tracciamento dei problemi tramite BCF e offrono servizi di progettazione e costruzione virtuali che collegano il modello alla realizzazione in cantiere. I nostri team di ingegneria digitale sviluppano app mobili native e multipiattaforma quando un progetto richiede uno strumento da campo personalizzato o un’integrazione.

1. buildingSMART International, Formato di collaborazione BIM (BCF)
2. Architosh, Autodesk Construction Cloud (ACC) ora si chiama Autodesk Forma