The exploration of information management based on blockchain : the integration of automated BIM validation and smart contracts in the design phase

The thesis aims at improving information management during the design phase using automated BIM validation and smart contracts to ensure the fulfilment of the requirements, shorten the verification activities and track the process milestones. Although information management using Building Information Modelling (BIM) is currently leading the digitalisation of the construction industry, the high amount of digital information showed issues related to its clarity, integrity, reliability and traceability. Misunderstanding about information requirements and non-compliant information can cause delays, unforeseen costs and the need of reworks. For these reasons, the thesis focuses on the integration of information validation using BIM and blockchain technology during the design phase to explore their prospective useful integration. The thesis proposes a framework that applies the automated BIM validation and smart contracts based on blockchain during the design phase, pointing out their potential impact on the automation of information review, incentivisation of participants, and reduction of late deliveries and overdue payments. The framework accommodates a data-driven process where at the automated validation of each BIM model the approval for payment release is issued automatically. The thesis intends to both ensure the full compliance of the BIM models with the information requirements and protect the parties against potential reworks or late payments. The framework is then tested and validated through a proof of concept that uses a specific real project. The outcomes of the proof of concept prove that the framework accommodates the scope of the thesis and in the final discussion the main benefits and limitations together with the potential further developments of the thesis are identified.

La tesi mira a migliorare la gestione delle informazioni durante la fase di progettazione tramite l’automatizzazione della BIM validation e gli smart contract per garantire il soddisfacimento dei requisiti, abbreviare il tempo richiesto per le attività di verifica e tracciare le informazioni principali del processo. Sebbene la gestione delle informazioni tramite il Building Information Modelling (BIM) stia attualmente guidando la digitalizzazione del settore delle costruzioni, l'elevata quantità di informazioni digitali ha evidenziato problemi legati alla loro chiarezza, integrità, affidabilità e tracciabilità. Le incomprensioni sui requisiti informativi e le informazioni non conformi possono causare ritardi, costi imprevisti e necessità di rielaborazione. Per questi motivi, la tesi si concentra sull'integrazione della validazione delle informazioni utilizzando la metodologia BIM e la tecnologia blockchain durante la fase di progettazione per esplorare la loro potenziale e vantaggiosa integrazione. La tesi propone un framework di ricerca che applica l’automatizzazione della BIM validation e gli smart contract basati su blockchain durante la fase di progettazione, evidenziando il loro potenziale impatto sull'automazione della revisione delle informazioni, sull'incentivazione dei partecipanti e sulla riduzione dei ritardi di consegna e dei pagamenti. Il framework prevede un processo data-driven in cui alla validazione automatizzata di ogni modello BIM viene approvato automaticamente il rilascio del pagamento. La tesi intende garantire la piena conformità dei modelli BIM ai requisiti informativi e proteggere le parti da potenziali rielaborazioni o ritardi nei pagamenti. Il framework è poi testato e convalidato attraverso un proof of concept che utilizza uno specifico e reale progetto. I risultati del proof of concept dimostrano che il framework soddisfa l'obiettivo della tesi e nella discussione finale vengono identificati i principali benefici e limiti insieme ai potenziali ulteriori sviluppi della tesi.