Design and development of a common data environment for construction-site document management: an ISO 19650-inspired approach

In recent years, the construction industry has been undergoing a significant digital transformation aimed at improving efficiency, coordination, and information management throughout the lifecycle of a project. Despite this evolution, construction sites are still often characterized by fragmented communication, inefficient document management, and a lack of standardized processes among stakeholders such as contractors, construction managers, and subcontractors. These issues frequently lead to errors, delays, and increased costs. The adoption of digital methodologies, particularly Building Information Modeling (BIM), has introduced new opportunities for collaboration and data integration. In parallel, the development of international standards such as ISO 19650 has provided structured guidelines for information management within construction projects. Central to these approaches is the concept of the Common Data Environment (CDE), a shared digital platform designed to collect, manage, and distribute project information in a controlled and transparent manner. However, while the theoretical framework and technological tools are well established, their practical implementation in construction site workflows remains a critical challenge. Many existing solutions do not fully address the operational needs of on-site stakeholders, particularly in terms of usability, document organization, and process integration. This thesis addresses these challenges by proposing the development of a Common Data Environment specifically designed to support document management and collaboration within construction sites. The objective is not only to structure information effectively, but also to enable and streamline key operational processes through the platform. The work is structured into three main parts. The first part presents the state of the art, analyzing the digitalization of the construction sector, the principles of Construction 4.0, the BIM methodology, and the regulatory frameworks that define information management practices, with particular reference to ISO 19650, as well as the role and structure of the CDE. The second part focuses on the processes enabled by the proposed CDE, describing how the platform supports typical construction site workflows, improves coordination among stakeholders, and enhances traceability and control of information. Finally, the third part presents practical examples of the system’s use through code implementation, illustrating the functionalities of the developed solution and demonstrating how the CDE can be applied in real or simulated scenarios. Through this structure, the thesis aims to bridge the gap between theoretical frameworks and practical application, providing a concrete contribution to the digital transformation of construction site information management.

Negli ultimi anni, il settore delle costruzioni è stato interessato da una significativa trasformazione digitale finalizzata a migliorare l’efficienza, il coordinamento e la gestione delle informazioni lungo l’intero ciclo di vita di un progetto. Nonostante questa evoluzione, i cantieri sono ancora spesso caratterizzati da comunicazioni frammentate, una gestione inefficiente della documentazione e una mancanza di processi standardizzati tra gli attori coinvolti, come appaltatori, direttori dei lavori e subappaltatori. Queste problematiche conducono frequentemente a errori, ritardi e incrementi dei costi. L’adozione di metodologie digitali, in particolare del Building Information Modeling (BIM), ha introdotto nuove opportunità di collaborazione e integrazione dei dati. Parallelamente, lo sviluppo di standard internazionali come la norma ISO 19650 ha fornito linee guida strutturate per la gestione delle informazioni nei progetti di costruzione. Centrale in questi approcci è il concetto di Common Data Environment (CDE), una piattaforma digitale condivisa progettata per raccogliere, gestire e distribuire le informazioni di progetto in modo controllato e trasparente. Tuttavia, sebbene il quadro teorico e gli strumenti tecnologici siano ormai consolidati, la loro implementazione pratica nei flussi di lavoro di cantiere rappresenta ancora una sfida rilevante. Molte delle soluzioni esistenti non rispondono pienamente alle esigenze operative degli attori presenti in cantiere, in particolare per quanto riguarda l’usabilità, l’organizzazione documentale e l’integrazione dei processi. Questa tesi affronta tali problematiche proponendo lo sviluppo di un Common Data Environment specificamente progettato per supportare la gestione documentale e la collaborazione all’interno dei cantieri. L’obiettivo non è soltanto quello di strutturare le informazioni in modo efficace, ma anche di abilitare e semplificare, attraverso la piattaforma, i principali processi operativi. Il lavoro è articolato in tre parti principali. La prima parte presenta lo stato dell’arte, analizzando la digitalizzazione del settore delle costruzioni, i principi della Construction 4.0, la metodologia BIM e i quadri normativi che definiscono le pratiche di gestione delle informazioni, con particolare riferimento alla norma ISO 19650, nonché il ruolo e la struttura del CDE. La seconda parte si concentra sui processi supportati dal CDE proposto, descrivendo come la piattaforma favorisca i tipici flussi di lavoro di cantiere, migliori il coordinamento tra i soggetti coinvolti e aumenti la tracciabilità e il controllo delle informazioni. Infine, la terza parte presenta esempi pratici di utilizzo del sistema attraverso l’implementazione del codice, illustrando le funzionalità della soluzione sviluppata e dimostrando come il CDE possa essere applicato in scenari reali o simulati. Attraverso questa struttura, la tesi mira a colmare il divario tra i modelli teorici e la loro applicazione pratica, fornendo un contributo concreto alla trasformazione digitale della gestione delle informazioni nei cantieri.