BIM and real-time data for facilities maintenance management : strategies for optimisation and innovation

Currently, we are facing a profound change in the Architecture, Engineering, Construction, and Operation (AECO) sector. Digitisation of the built environment is among the major factors of this change, even if the construction industry has a relatively low level compared to other sectors. However, to date, several improvements, not only in technologies but also in methodologies, are under development. In recent years an increasing number of publications are investigating the application of new technologies non only in the design and construction phases, but also in the operations and use phase of a facility. Main technologies taken into consideration in this context are Building Information Modeling (BIM), reality capture technology, Internet of Things (IoT), Radio Frequency IDentification (RFID), Geographic Information System (GIS). However, it should be considered that if on the one hand new buildings are increasingly integrated with these technologies (and therefore more performing), on the other hand issues concerning existing buildings emerge: less digitisation, less monitoring, less efficiency. Starting from these assumptions, this research aims to optimize the existing buildings processes management, defining a data collection and analysis strategy through some of the new technologies mentioned above. In particular, a multi-parameter monitoring strategy is proposed, with the aim of optimizing maintenance processes, minimizing intervention times and avoiding, where possible, interruptions of services supply. Furthermore, through the analysis of data collected to optimize maintenance processes, several possibilities to obtain additional benefits for the facility users (e.g. increase in environmental well-being, spaces adaptation to user needs, or energy costs reduction) have been also evaluated. The strategy has been applied and verified on nine healthcare centers. The key points of this research can therefore be defined as follows: 1) Facility Management "best practices", information requirements and systems maintenance management specifications analysis according to European and international standards; 2) strategies for the optimization and innovation of Facilities Maintenance Management (FMM) services; 3) connection between a building physical component and its digital replica; 4) components maintenance management optimization through continuous monitoring, while providing additional services to the facility users (e.g. comfort improvement, spaces healthiness, sustainability). The proposed strategy aims to provide both design and facility management companies with a tool that optimizes existing buildings management, minimizing costs and investments, and thus producing added value.

Il settore delle costruzioni sta affrontando uno dei cambiamenti più significativi degli ultimi decenni. La digitalizzazione dell'ambiente costruito è tra i principali fattori di questo cambiamento, anche se non di pari passo con gli altri settori. Nonostante ciò, appare sempre più evidente la crescente risposta alle necessità di digitalizzazione del costruito e di ottimizzazione dei suoi processi, sfruttando non solo l’applicazione delle nuove tecnologie, ma anche lo sviluppo di nuove metodologie. Negli ultimi anni è stato pubblicato un numero crescente di ricerche che affrontano il tema dell'applicazione delle nuove tecnologie non solo nelle fasi di progettazione e costruzione di un edificio, ma anche nelle fasi operative di gestione e utilizzo del bene immobiliare. Tra le principali tecnologie prese in considerazione in questo contesto è ad esempio possibile citare il Building Information Modeling (BIM), la Reality Capture Technology, l’Internet of Things (IoT), la Radio Frequency IDentification (RFID) e il Geographic Information System (GIS). Va comunque tenuto in considerazione che se da un lato i nuovi edifici sono sempre più integrati con queste tecnologie (e quindi anche più performanti), dall’altro lato emerge il problema riguardante il patrimonio edilizio esistente: meno digitalizzato, meno monitorato e meno efficiente rispetto alle nuove costruzioni. Partendo da questi presupposti, questa ricerca mira ad ottimizzare i processi di gestione del patrimonio edilizio esistente, definendo una strategia di raccolta e analisi dati mediante alcune delle nuove tecnologie prima menzionate. In particolare, viene proposta una strategia di monitoraggio multiparametrico, con lo scopo di ottimizzare in particolare i processi di manutenzione, riducendo al minimo i tempi di intervento ed evitando, ove possibile, interruzioni nella fornitura di servizi. Inoltre, attraverso l’analisi dei dati raccolti per ottimizzare i processi di manutenzione, sono state valutate anche diverse possibilità al fine di ottenere ulteriori benefici per utenti della struttura (es. aumento del benessere ambientale, adattamento degli ambienti alle esigenze degli utenti, o riduzione dei costi energetici). La strategia è stata applicata e verificata su nove centri di assistenza socio-sanitaria. I punti chiave di questa ricerca possono essere quindi così definiti: 1) analisi delle “best practices” nel Facility Management (FM), dei requisiti informativi e delle specifiche dei processi di gestione della manutenzione degli impianti (FMM) secondo quanto suggerito dagli standard europei ed internazionali; 2) strategie per l'ottimizzazione e l'innovazione dei servizi FMM; 3) connessione tra un componente fisico dell'edificio e la sua replica digitale; 4) ottimizzazione nella gestione della manutenzione dei componenti attraverso un monitoraggio continuo, fornendo nel contempo ulteriori servizi agli utenti delle strutture (es. miglioramento del comfort, migliore salubrità degli ambienti, migliore sostenibilità). La strategia proposta ha l’obiettivo di fornire, sia alle società di progettazione che di facility management, uno strumento che ottimizzi la gestione del patrimonio edilizio esistente, riducendo al minimo costi e investimenti, e producendo quindi valore aggiunto.