Intelligenza Artificiale: come trasformerà la progettazione in ingegneria e architettura?

Ogni anno la rivista statunitense Engineering News-Records (ENR) pubblica alcune tra le più prestigiose classifiche internazionali e nazionali delle migliori società di progettazione. In occasione della pubblicazione della classifica statunitense delle Top 500 Design Firms del 2024 (le 500 migliori aziende nei settori dell’ingegneria e dell’architettura), che vede Stantec all’ottavo posto della classifica generale, la rivista propone anche un’analisi degli andamenti dei settori dell’ingegneria e dell’architettura tracciando punti in comune e con l’intento di anticipare trend futuri. Un’analisi che, pur principalmente focalizzata sul mercato statunitense, può dare spunti interessanti anche nei mercati europei. I dati del 2023 evidenziano come la maggior parte dei settori legati all’industria AEC (Architecture and Construction - Architettura e Edilizia) si sia ripreso dopo le sfide provocate dalla pandemia. Dal 2020 i ricavi complessivi delle aziende Top 500 sono aumentati del 33,5%, a testimonianza di una crescente domanda di servizi di progettazione.

Tuttavia le interruzioni della catena di approvvigionamento legate alle nuove crisi politiche e climatiche globali stanno ancora una volta facendo aumentare i costi delle materie prime e dei trasporti. All’aumento dei costi delle materie prime, si aggiunge l’inasprimento delle condizioni del credito. A luglio del 2023, la Federal Reserve ha portato il tasso d’interesse al 5,5%, raggiungendo il massimo storico degli ultimi 22 anni, e da allora è rimasto invariato. Tutto questo si ripercuote inevitabilmente sui costi per l’esecuzione di progetti complessi e di grandi dimensioni. In Europa, invece, qualcosa sta cominciando a cambiare. A giugno 2024, la BCE ha annunciato il taglio dei tassi d’interesse di 25 punti base (attestando il tasso di rifinanziamento principale al 4,25%). È stato il primo taglio dopo 12 anni.

Nei prossimi anni, ci saranno però nuovi elementi da attenzionare. Nel futuro prossimo, le grandi aziende dovranno infatti studiare e capire come gestire le nuove pressioni sul mercato del lavoro e la rivoluzione che l’Intelligenza Artificiale sta portando nel modo di fare progettazione.

I cambiamenti del mercato del lavoro inducono le aziende a trovare nuove soluzioni

Secondo l’analisi di ENR, già colpite dall’aumento dei costi di produzione e del trasporto delle merci, le aziende si trovano a dover fare i conti con i cambiamenti del mercato del lavoro. Le aspettative dei dipendenti sono cambiate radicalmente negli ultimi anni, dalle richieste di maggiore equità alle mutate esigenze di equilibrio tra lavoro e vita privata. Il gap di esperienze fra la generazione dei Baby Boomers, vicini al pensionamento, e quella dei Millenials e della generazione X (che muove i primi passi nel mercato del lavoro) mette a dura prova le aziende. Per evitare di perdere il bagaglio di competenze e conoscenze dei propri veterani, le aziende rispondono incrementando i propri programmi di internship, promuovendo la collaborazione fra team differenti o sviluppando delle strategie interne per lo sviluppo delle competenze e della carriera.

Queste strategie aiutano a evitare la fuga di talenti e a far crescere i nuovi arrivati. Tuttavia, la pressione dell’inflazione sui salari rimane un problema delicato e cruciale da risolvere a cui le strategie sopra citate danno una soluzione parziale. Il 51% delle 571 aziende intervistate dalla rivista ha dichiarato infatti di aver dovuto rifiutare numerosi progetti per via della carenza di forza lavoro. 

Sfruttare l’Intelligenza Artificiale per progetti più efficienti, sicuri e sostenibili

Oltre a investire nello sviluppo delle competenze tradizionali dei dipendenti, molte delle Top 500, tra cui Stantec, stanno sperimentando nuovi approcci alla progettazione. Ai metodi tradizionali affiancano nuove tecnologie basate sull'Intelligenza Artificiale integrandole ai processi di progettazione per ritrovare un vantaggio competitivo.

Immaginiamo un cliente proprietario di un lotto, che si rivolge a uno studio di architettura o di ingeneria per realizzare una qualsiasi opera, ma, come prima cosa, ha bisogno di una stima di costi e tempi. Un altro cliente, attivo nel settore del real estate e proprietario di un palazzo in centro città chiede di realizzare degli uffici al quarto piano dell’edificio con almeno 30 postazioni di lavoro, con scrivanie di lunghezza minima pari a 160cm, 3 sale riunioni e 4 bagni.

Un progettista, senza l’aiuto dell’Intelligenza Artificiale, impiegherebbe alcuni giorni per consegnare una o due proposte. Alcune fra le più moderne piattaforme di IA (o AI – Artificial Intelligence) generativa attualmente sul mercato, sono in grado di consegnare 3 layout, selezionati fra migliaia, e una stima dei costi nel giro di 24 ore.

L’IA è uno strumento potente per l'ideazione e la ricerca progettuale. Passando in rassegna miliardi di immagini, facendo correlazioni statistiche e analizzando i dati, nelle fasi concettuali, consente ai progettisti (di qualunque disciplina) di esplorare e visualizzare più alternative, aumentando notevolmente la componente innovativa e diminuendo il margine di errore. Il suo utilizzo, applicabile principalmente nelle fasi iniziali, permette di redigere offerte in tempi più veloci, verificare la fattibilità del progetto e prevederne i costi. Inoltre, consente di verificare fin da subito se il progetto sviluppato è in linea con la normativa di un determinato comune.

Integrando le funzionalità dell’intelligenza artificiale ad altri software già in uso, le aziende del settore AEC possono diventare sempre più efficienti e affrontare sfide progettuali sempre più complesse, adempiendo al tempo stesso alle linee guida in materia di sicurezza e sostenibilità.  

Pensiamo ad esempio all’integrazione dell’IA al BIM. L’unione delle due tecnologie rende più veloce e pionieristico il lavoro dei progettisti. Queste due tecnologie, possono creare modelli digitali efficienti e completi in grado di sviluppare analisi e previsioni. Prendendo ad esempio un complesso immobiliare, il BIM permette di costruire una replica digitale (digital twin) di un edificio reale. Questo gemello digitale può essere utilizzato per monitorare e simulare il comportamento dell'edificio nel tempo, permettendo una gestione più efficiente e una manutenzione predittiva. Utilizzando algoritmi di machine learning, l'AI può analizzare grandi quantità di dati BIM per predire comportamenti futuri dell'edificio, come la performance energetica e le condizioni strutturali. Riesce ad automatizzare attività di calcolo, la predisposizione di layout interni e la creazione di render, oltre a monitorare in tempo reale eventuali guasti e esigenze di ammodernamento della struttura.

L’Intelligenza Artificiale rappresenta inoltre un supporto decisivo per la creazione di edifici e infrastrutture più sostenibili. Applicata alla progettazione di edifici, l’IA è in grado ottimizzare il funzionamento degli impianti e ridurre i consumi energetici. Grazie a sensori e sistemi di controllo intelligenti è in grado di monitorare e controllare in tempo reale i parametri ambientali all’interno di un edificio. Per garantire la sostenibilità degli Smart Building è necessario che gli stessi siano alimentati da energia proveniente da fonti rinnovabili. Così sarà possibile controbilanciare gli elevati consumi energetici che richiedono i sistemi intelligenti. In generale, è evidente come l’IA sia particolarmente utile se applicata a progetti complessi in cui le soluzioni ingegneristiche tradizionali possono limitare il lavoro dei progettisti in termini di tempo e risorse.

L’IA sostituirà l’intelligenza umana?

L’Intelligenza Artificiale non sarà una tendenza passeggera, ma rivoluzionerà radicalmente il modo di fare progettazione. Ha il potenziale non solo di migliorare l'efficienza dei talenti e la qualità dei progetti, ma anche di contribuire a risolvere le carenze di personale. Delegando all’IA compiti che vanno dalla comunicazione al processo di progettazione, i team di lavoro possono risolvere i problemi più velocemente.

Per non farsi travolgere, occorre studiare a fondo tutte le sue potenzialità e criticità. I suoi strumenti offrono sia promesse che rischi per la privacy, per i sistemi informatici e per la proprietà intellettuale. Molte aziende, compresa Stantec, hanno attivato delle Task Force per creare linee guida, catalogare le best practice, generare materiali didattici e distribuire suggerimenti in merito all'utilizzo di modelli e strumenti di IA. Pur accogliendo i benefici che l'IA apporta, essa non potrà sostituire completamente le esperienze accumulate nel mondo reale, rispondere ai canoni estetici individuali e alle esigenze di benessere dell’utente finale. Non sostituirà le figure dei progettisti, ma piuttosto modificherà il metodo di lavoro con il quale sono abituati a lavorare, portando avanti l’evoluzione che l’applicazione del BIM ha già da tempo introdotto nel settore.

L’Intelligenza Artificiale sarà un fattore determinante che aiuterà le aziende a mantenere la redditività dei loro progetti, ma solo combinando tecnologia e intuizione umana è possibile ottenere i migliori risultati possibili per i clienti e le comunità.