La moderna logistica del-le costruzioni

Situazione iniziale

Il mega trend dell’urbanizzazione e dello sviluppo degli insediamenti continuerà presumibilmente anche dopo la pandemia di coronavirus. È vero che, a causa dell’aumento dei piani di lavoro flessibili, come ad esempio l’home office, la domanda di uffici centrali e costosi diminuirà. Sono invece sempre più richieste le soluzioni abitative urbane che propongono altrettante offerte di «New Work» – che si tratti di postazioni di lavoro in comune, appartamenti con studio in più, ma anche luoghi di riposo. I progetti di costruzione contribuiscono a rendere le aree urbane più attraenti, sostenibili ed economiche. Fino alla conclusione dei progetti, tuttavia, il settore della logistica delle costruzioni dovrà affrontare numerose sfide. La mancanza o il ritardo delle consegne, lo scarico tempestivo dei veicoli, l’inefficienza della gestione del magazzino, l’eccessivo traffico e il rumore, oppure la mancanza di gestione dei rifiuti e le vie di trasporto inefficienti: i problemi legati alla logistica possono presentarsi spesso e causare elevati costi economici ed ecologici. L’ottimizzazione dei flussi di risorse da e verso i cantieri rappresenta pertanto un ruolo chiave determinante per il successo dell’azienda e dei progetti. Soprattutto nelle aree urbane, lo spazio all’interno e all’esterno delle zone di cantiere è spesso limitato. Per questo è estremamente importante pianificare con cura l’utilizzo ottimale degli spazi di scarico, carico e manovra e risolvere i problemi di approvvigionamento. In Europa vengono già avviati progetti transnazionali per migliorare le condizioni quadro sistemiche dei progetti di costruzione urbana.

Per le singole aziende, invece, queste misure macroeconomiche sono (ancora) poco rilevanti. Come possono le imprese edili svizzere ottenere flussi di risorse più efficienti da e verso i cantieri? Ebbene, la tanto dibattuta digitalizzazione nell’edilizia riguarda in gran parte anche la logistica delle costruzioni e può senz’altro apportare miglioramenti in termini di efficienza ed efficacia. Soprattutto nelle aree urbane e densamente popolate, ad esempio, le consegne vengono coordinate sempre più just-in-time. Lo scambio di informazioni tra le parti si svolge in generale sempre più tramite le piattaforme di Building Information Modeling (BIM), in modo che direttori dei lavori, progettisti e architetti, impresari, clienti e fornitori possano comunicare tra loro in tempo reale. In questo modo, il controllo e la gestione del cantiere e della logistica di cantiere si devono trasformare in una pianificazione proattiva e lungimirante, anziché in una soluzione reattiva dei problemi.

Spiegazione dei termini

Oggigiorno la logistica consiste nell’ottimizzazione dei flussi di risorse, ossia degli oggetti all’interno di reti interaziendali e catene di creazione del valore. Il concetto di logistica delle costruzioni descrive le caratteristiche della logistica per il settore edile: «La logistica delle costruzioni mira [...] all’approvvigionamento e allo smaltimento con o degli oggetti giusti, al momento giusto, con la giusta qualità e quantità, nel luogo giusto e ai costi giusti, al fine di raggiungere gli obiettivi di un progetto di costruzione in termini di scadenze, costi e qualità» (Helmus et al., 2009). Inoltre, dovrebbe tenere conto di aspetti come la sicurezza, la salute e l’ecologia.

Gli obiettivi principali della logistica possono essere riassunti nelle sette G (ex sei G, in parte si parla anche di 7G+): Il prodotto giusto deve trovarsi nelle condizioni giuste, al momento giusto, nella quantità giusta, ai costi giusti e con le informazioni giuste nel posto giusto o presso il cliente giusto.

Derivata dalla logistica nella produzione di merci, la catena della logistica delle costruzioni può essere suddivisa in tre fasi: La logistica di approvvigionamento include, oltre all’acquisto iniziale, anche la consegna alle superfici di consegna stabilite e il coordinamento del traffico in cantiere. La logistica del cantiere e della produzione si fa carico delle superfici di fornitura e serve all’approvvigionamento dei rispettivi livelli e depositi intermedi in corso di costruzione. La logistica di smaltimento comprende inoltre l’organizzazione e l’esecuzione dello smaltimento dei rifiuti. Per supportare l’attuazione delle tre fasi e per garantire la qualità e il rispetto dei costi serve inoltre la logistica dell’informazione sovraordinata.

Semplice suddivisione della logistica delle costruzioni (rappresentazione propria)

Immagine: semplice suddivisione della logistica delle costruzioni (rappresentazione propria)

Logistica di approvvigionamento

La logistica legata all’acquisto o all’approvvigionamento serve a rifornire puntualmente il cantiere con un’ampia gamma di oggetti logistici necessari. Durante l’allestimento del cantiere si devono trasportare soprattutto casseforme, container, impalcature e attrezzature edili, mentre nello svolgimento vero e proprio del progetto si tratta piuttosto di materiali da costruzione come metalli, cemento e calcestruzzo. Gli oggetti logistici come il personale, i dati e le informazioni vengono invece trasportati lungo l’intero processo di costruzione.

Il processo della logistica di approvvigionamento si conclude con l’arrivo degli oggetti logistici sul cantiere – all’ingresso del cantiere o sulle superfici di consegna definite. La logistica di cantiere subentra subito dopo.

Logistica di cantiere

Dalla consegna degli oggetti logistici sul cantiere inizia la logistica di cantiere vera e propria che comprende tutti i lavori logistici sul cantiere, eseguiti con le attrezzature più disparate (carrelli elevatori a forca, ascensori, gru, pompe per calcestruzzo, ecc.). Poiché i trasporti verticali, in particolare, rappresentano spesso colli di bottiglia critici in termini di tempo nella costruzione di grattacieli, i tempi di carico e di trasporto sono solitamente pianificati ed eseguiti ogni quarto d’ora. La consegna just-in-time è quindi della massima importanza in questo caso, soprattutto perché i grattacieli di solito hanno solo un limitato spazio di stoccaggio provvisorio.

Logistica di smaltimento

La logistica di smaltimento si occupa da un lato della rimozione e del riciclaggio dei rifiuti da costruzione, come macerie, terra di scavo, altri rifiuti da cantiere e rifiuti pericolosi, e dall’altro lato del trasporto di ritorno delle attrezzature da cantiere come attrezzature da costruzione, casseforme e impalcature. In particolare, lo smaltimento dei rifiuti è un fattore di costo da non sottovalutare, dato che i rifiuti di costruzione sono in linea di principio da riciclare e devono quindi essere successivamente selezionati e immagazzinati in vari contenitori. Il riutilizzo di componenti e il riciclo di materiali da costruzione nell’ottica dell’economia circolare possono quindi offrire incentivi finanziari.

Sfide della logistica delle costruzioni

I progetti di costruzione richiedono una grande quantità di materiali e risorse, che devono essere puntualmente al posto giusto. Inoltre, sono generalmente soggetti alle seguenti condizioni quadro, che influiscono sulla pianificazione e l’esecuzione della logistica:

Condizioni quadro della logistica delle costruzioni (rappresentazione propria)

  • Produzione individuale: ogni cantiere richiede una nuova configurazione logistica, poiché i progetti di costruzione sono tipicamente unici a causa dell’architettura individuale e delle combinazioni di materiali da costruzione.
  • Dipendenza dal luogo: poiché la sede del progetto di costruzione cambia da un progetto all’altro, cambiano anche le condizioni relative a geologia, traffico, topografia e meteo.
  • Capacità di stoccaggio: i cantieri richiedono grandi quantità di materiale e vengono riforniti in modo irregolare e a seconda della fase del progetto. In cantiere gli spazi disponibili sono per lo più limitati.
  • Interdipendenze del progetto: i progetti di costruzione vengono per lo più eseguiti in modo sequenziale, ossia se un’attività è in ritardo, ciò si ripercuote sulle seguenti attività.
  • Dipendenza dalle condizioni atmosferiche: poiché i progetti di costruzione sono soggetti alle condizioni meteorologiche, ci possono essere interruzioni a breve termine nel processo di costruzione, nonché fluttuazioni stagionali – che a loro volta influenzano la logistica delle costruzioni.
  • Frammentazione: a causa dell’elevata frammentazione con numerosi operatori del mercato del settore edile, spesso si incontrano numerosi metodi di lavoro diversi.

Di conseguenza, per l’intera logistica delle costruzioni sono spesso utilizzati troppi veicoli, con conseguenti inefficienze in termini di costi, traffico, gas di scarico e rumore. Di conseguenza, dai punti summenzionati emergono le seguenti sfide.

Responsabilità poco chiare tra cantiere e magazzino

Se i veicoli non seguono procedure precise, ma devono aspettare ulteriori istruzioni quando arrivano in cantiere e quindi non possono essere caricati e scaricati immediatamente, possono verificarsi congestioni sul cantiere e intorno ad esso. La mancanza dei materiali necessari agli impresari-costruttori sul cantiere causa ritardi nel progetto. Inoltre, i veicoli non sono disponibili per altri usi durante il periodo di attesa.

Gestione inefficiente dell’inventario

Una gestione insufficiente dei dati attraverso registrazioni manuali e senza un sistema completo di gestione dell’inventario, così come una carente pianificazione della catena di approvvigionamento, portano a scorte di magazzino inutilmente elevate e a troppi movimenti di trasporto verso e sul cantiere. Gli elevati tempi di inattività e la manutenzione reattiva di apparecchi e macchine comportano inoltre costi aggiuntivi per la gestione dell’inventario.

Logistica inefficiente sul cantiere

Un controllo insufficiente dei materiali e delle attrezzature sul cantiere comporta la perdita di oggetti o il furto, con conseguenti costi aggiuntivi e ritardi. Inoltre, sono necessari ancora più trasporti per eliminare gli errori, il che porta a una maggiore inefficienza.

Presupposti per la digitalizzazione nella logistica delle costruzioni

Come in molti settori, anche nella logistica delle costruzioni la digitalizzazione offre diversi approcci per migliorare l’efficienza e l’efficacia dei processi aziendali e per affrontare le sfide summenzionate. A tal fine occorre tuttavia soddisfare diversi requisiti tecnici, procedurali e culturali. Sulla base di Simbeck et al. (2018) vengono spiegati i seguenti prerequisiti per una logistica delle costruzioni digitalizzata. Si tratta di un pool di basi diverse. Occorre quindi considerare che non è necessario soddisfare tutti gli aspetti per poter beneficiare delle misure della digitalizzazione. Fedeli al motto più è, meglio è, aiutano a superare le barriere che frenano la digitalizzazione e a tenere conto delle caratteristiche specifiche del settore della catena di creazione del valore dal punto di vista della logistica delle costruzioni.

Accesso a Internet mobile

Un accesso a Internet rapido e mobile è un presupposto fondamentale per la digitalizzazione della logistica delle costruzioni, poiché tutti i dati e i sistemi devono essere accessibili online in qualsiasi momento e in modo affidabile. Pertanto, dovrebbe essere garantito almeno l’accesso 4G e i collaboratori del progetto devono essere dotati di smartphone, tablet o laptop.

Competenze IT

Una logistica delle costruzioni digitale è sostenibile solo con il relativo livello di conoscenze. Per l’acquisizione di competenze digitali è necessaria un’ulteriore formazione del personale esistente in materia di digitalizzazione e IT, nonché l’assunzione di specialisti, integrata da un supporto selettivo di esperti esterni. Le grandi aziende del settore edile e della logistica delle costruzioni hanno un proprio reparto IT, mentre le aziende più piccole ricorrono piuttosto a fornitori di servizi esterni.

Digitalizzazione dei processi aziendali

I processi logistici dovrebbero poter essere strutturati e gestiti in modo possibilmente globale e digitale. Ciò significa che la gestione dei processi aziendali digitali avviene lungo l’intera catena di creazione del valore. I processi digitali comprendono il coordinamento e la comunicazione, la pianificazione della domanda di risorse e delle consegne, nonché la documentazione in cantiere. Soluzioni di project management, sistemi ERP completi e piattaforme di comunicazione e collaborazione come Teams sono d’aiuto in questo senso.

Coinvolgimento attivo di tutti gli stakeholder

La catena di creazione del valore della logistica delle costruzioni è complessa e nella maggior parte dei casi comprende numerosi stakeholder diversi. Per evitare il più possibile interruzioni die media, tutte le persone interessate dovrebbero essere coinvolte il prima possibile. Tramite dei SLA (Service Level Agreement) si possono ad esempio integrare anche persone al di fuori della propria ditta che sono anch’esse coinvolte nei processi aziendali.

Gestione dei rischi e fiducia

Una logistica delle costruzioni efficiente e moderna ha una struttura decentralizzata e quindi meno possibilità di monitoraggio e controllo. La gestione dei rischi e lo sviluppo della fiducia sono compiti dirigenziali e richiedono l’implementazione di una cultura aziendale olistica caratterizzata da un pensiero costruttivo. Di conseguenza, la fiducia deve essere presente sia da parte dei dirigenti che da parte dei collaboratori. A tal fine possono essere d’aiuto colloqui di feedback costruttivi, come ad esempio il feedback a 360 gradi.

Strategia e visione aziendale digitale

La digitalizzazione dovrebbe essere ancorata nella strategia aziendale anche nel settore della logistica. In futuro le imprese edili si faranno sempre più carico delle proprie mansioni logistiche e dovrebbero quindi conoscere concetti come «Just in Sequence», stampa 3D, produzione manifatturiera e costruzione modulare.

Di conseguenza, occorre tenere conto anche della protezione dei dati e dei sistemi interni all’azienda e sviluppare una strategia di sicurezza informatica globale. La SSIC offre un aiuto in tal senso con le liste di controllo per la cybersecurity.

Cultura aziendale aperta

Infine, va ricordato che la trasformazione digitale non si conclude mai nemmeno nel settore edile e della logistica delle costruzioni. Per restare sostenibili in un ambiente competitivo come quello dell’edilizia svizzera, è necessario migliorare costantemente il proprio portafoglio di prestazioni. A tal fine, un’azienda deve essere in grado di identificare e valutare nuovi prodotti e servizi digitali, di gestire le conoscenze in modo attivo e aperto e di individuare tempestivamente tendenze e innovazioni. In quest’ultimo caso la SSIC supporta con il trendradar interattivo.

Applicazioni digitali nella logistica delle costruzioni

Le seguenti tecniche e tecnologie rappresentano possibili campi di applicazione per una logistica delle costruzioni digitale. In base al rispettivo campo di applicazione si distingue tra pianificazione e preparazione ed esecuzione e controllo. Alcune soluzioni sono applicabili durante l’intero processo e anche nella documentazione, mentre altre offrono un aiuto più mirato in singoli ambiti.

Applicazioni digitali nella logistica delle costruzioni (rappresentazione propria)

Immagine: applicazioni digitali nella logistica delle costruzioni (rappresentazione propria)

Pianificazione e preparazione

La pianificazione e la preparazione della logistica delle costruzioni creano le premesse prioritarie affinché le imprese edili possano svolgere le loro prestazioni in modo coordinato e senza ostacoli reciproci. A tal fine possono essere utilizzate, ad esempio, le seguenti soluzioni.

 

2D-CAD

Grazie al «Computer-Aided Design» è possibile realizzare elettronicamente in modo rapido e semplice i piani per l’approvvigionamento del cantiere. Per esempio, i percorsi verso e sul cantiere possono essere pianificati e visualizzati da una prospettiva a volo d’uccello. Autodesk 2D-CAD offre a tale scopo diversi programmi a pagamento che coprono anche molte altre funzioni. QCAD offre addirittura un programma open source che può essere utilizzato gratuitamente.

 

Piattaforma di progetto online

Le piattaforme di progetto virtuali sono utilizzate in tutti i settori della logistica per la cooperazione, la collaborazione e la documentazione. Soprattutto nella fase di preparazione, giocano un ruolo importante per consentire un processo senza intoppi in seguito. Soluzioni software come xitavis basata su cloud consentono di creare in poche ore immagini digitali del cantiere, consentendo a tutti i subappaltatori e fornitori di prenotare online autonomamente le proprie fasce orarie per le consegne, l’utilizzo di ausili e le attrezzature edili. Tutte le informazioni, come ad esempio i piani di installazione e di accesso o le regole del cantiere, sono disponibili online in qualsiasi momento per tutte le parti coinvolte.

 

Simulazione dello svolgimento

Mediante simulazioni animate dello svolgimento dei lavori è possibile visualizzare la progettazione dell’attrezzatura di cantiere in funzione dei tempi di avanzamento dei lavori. Aziende come Simplan offrono soluzioni e servizi propri a tal fine, con l’obiettivo di massimizzare l’utilizzo di macchinari e attrezzature e di ridurre al minimo il fabbisogno di risorse necessarie.

Esecuzione e controllo

Sistema telematico

I sistemi telematici registrano costantemente i dati GPS tramite le unità mobili dei veicoli e li inviano a un server. I dati vengono elaborati e in una fase successiva analizzati per formulare raccomandazioni su come agire. Questi dati saranno poi disponibili in tempo reale per conducenti e collaboratori. Nel settore dei trasporti, la telematica è già uno standard; nell’edilizia, può essere utilizzata per le consegne da e verso i cantieri, così come per il monitoraggio dei macchinari da costruzione in loco, ad esempio come protezione antifurto o per il monitoraggio del consumo di carburante. Aziende come Savvy o fleet.tech offrono per questo soluzioni proprie.

 

RFID e codici a barre

La «Radio-Frequency Identification» identifica i dati tramite onde radio senza la necessità di un collegamento visivo diretto. I codici a barre, invece, vengono registrati direttamente con la fotocamera dello smartphone. I dati vengono trattati in tempo reale e sono quindi sempre a disposizione degli interessati. Soluzioni come Hilti ON!Track consentono di controllare online e in modo affidabile sia la gestione del parco veicoli che la gestione dei mezzi di esercizio.

In Germania, il gruppo di lavoro sulla gestione delle informazioni (AKIM) dell'associazione tedesca dell'industria delle costruzioni ha stabilito un codice QR standardizzato per le bolle di consegna del cemento e dell'asfalto. I dati essenziali di una consegna possono già essere letti e resi disponibili con uno smartphone durante la consegna. Nell'impresa di costruzioni, questi dati QR estratti possono essere ulteriormente elaborati in formato XML nei processi esistenti. Il vantaggio è che le attività manuali come l'inserimento dei dati della bolla di consegna possono essere eliminate. Ci sono già approcci in questo senso anche in Svizzera - l'obiettivo è che questi siano più ampiamente accettati e utilizzati in futuro.

 

Veicoli autonomi

Anche se ci vorranno ancora alcuni anni prima che i veicoli completamente autonomi si spostino da, verso e sul cantiere per mezzo dell’intelligenza artificiale e della robotica senza l’intervento umano, esistono già diversi approcci ai veicoli autonomi o semiautonomi. I principali produttori di macchine edili come Caterpillar, Liebherr, Volvo e Komatsu stanno già investendo nell’equipaggiare le attrezzature edili tradizionali con la necessaria tecnologia GPS, capacità di apprendimento automatico (intelligenza artificiale), controllo remoto e la capacità di cartografare i cantieri in 3D. Gli apparecchi di Caterpillar, ad esempio, possono già essere dotati della tecnologia CAT Command che permette di migliorare la sicurezza del conducente, la disponibilità della macchina e la produttività del sito attraverso l’uso di controllo remoto e sistemi semi-autonomi o autonomi.

Microservizi

Oltre alle grandi e complesse mansioni da svolgere, il cantiere deve affrontare anche tante piccole sfide. I microservizi sono applicazioni digitali con diverse funzioni:

  • L’Asset Tracking supporta nella localizzazione di macchine, apparecchiature e attrezzature per l’intero ciclo di vita. Inoltre, è utile per la ricerca in caso di sottrazione o furto. Un’impresa edile di Amburgo, ad esempio, ha sviluppato con l’aiuto dell’operatore di telefonia mobile 1NCE una soluzione che rileva costantemente la geolocalizzazione di veicoli e macchine edili tramite Industrial Internet of Things (IIOT).
  • I sensori servono all’analisi del traffico e assistono nella determinazione della posizione di attrezzature e materiali sul cantiere. Inoltre, consentono di registrare il ritmo di lavoro, il che può eventualmente contribuire ad accorciare la fase di costruzione. COSMO Consult, che offre anche soluzioni ERP complete, offre un servizio a tal fine.
  • I pulsanti smart richiedono poco sforzo e sono molto versatili: gestione accessi, segnalazione di allarmi, prenotazione di ascensori, trasmissione dei livelli di riempimento (ad es. in caso di rifornimento mobile), ritiro dei container nella gestione dello smaltimento o anche notifica di richiesta di minuteria. IOX Lab offre ad esempio soluzioni proprie a questo scopo.

Bibliografia

Simbeck, M. Bühler (2018). «Digitalisierung in der Baulogistik». Marktorientiertes Produkt- und Produktionsmanagement in digitalen Umwelten, 2018, pp 181 - 199

Helmus, A. Meins-Becker, L. Laussat, A. Kelm (2009). «RFID in der Baulogistik». Vieweg+Teubner Verlag

Schach, N. Schubert (2009). «Logistik im Bauwesen». Wissenschaftliche Zeitschrift der Technischen Universität Dresden, Nr. 58

CIVIC Project (2018). «Handbook for Smart Construction Logistics». www.civic-project.eu

Sullivan, S. Barthorpe, S. Robbins (2010). «Managing Construction Logistics». Wiley-Blackwell

 

Circa l'autore

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Moritz Lüscher

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