Processi innovativi per le costruzioni: il design computazionale applicato al DfMA

Abstract

Questa tesi affronta il problema della scarsa efficienza del settore delle costruzioni, proponendo un’alternativa concreta: l’adozione del Design for Manufacture and Assembly (DfMA) e della Platform Strategy, con l’aiuto degli strumenti digitali. Dopo un’analisi iniziale sui limiti sistemici dell’edilizia tradizionale, bassi livelli di produttività, sprechi di risorse, impatti ambientali elevati, si approfondiscono i principi del DfMA, che punta a progettare tenendo conto fin da subito di come un sistema verrà prodotto e montato. Il lavoro si concentra poi sull’evoluzione di questo approccio nella Platform Strategy proposta da Bryden Wood, che struttura il processo edilizio in quattro fasi, Design, Procurement, Manufacture, Assembly, con l’obiettivo di standardizzare dove serve e personalizzare dove possibile. In questo contesto, la digitalizzazione gioca un ruolo centrale: configuratori parametrici, algoritmi di ottimizzazione e modelli BIM permettono di gestire varianti progettuali in modo veloce e ragionato. La parte sperimentale della tesi applica questo metodo a un caso studio reale, sviluppato in collaborazione con ACPV Architects: la progettazione di una facciata modulare per un edificio residenziale. Attraverso Grasshopper, Revit e Wallacei X, è stato creato un kit componibile e ottimizzato sulla base di criteri ambientali ed economici. Il risultato è un prototipo digitale configurabile, pronto per essere industrializzato. La tesi dimostra come un approccio P-DfMA ben strutturato, supportato da strumenti digitali, possa migliorare qualità, sostenibilità e tempi di realizzazione, offrendo un’alternativa concreta al modo in cui oggi si concepiscono e costruiscono gli edifici.

This thesis tackles the inefficiencies of the construction sector by proposing a concrete alternative: the adoption of Design for Manufacture and Assembly (DfMA) and the Platform Strategy, supported by digital tools. After an initial analysis of systemic issues, such as low productivity, material waste, and high environmental impact, the work delves into the principles of DfMA, which encourages designing with manufacturing and on-site assembly in mind from the very beginning. The study then focuses on the evolution of this approach into the Platform Strategy developed by Bryden Wood, which organizes the construction process into four phases: Design, Procurement, Manufacture, and Assembly, aiming to standardize where necessary and customize where valuable. In this framework, digitalization plays a key role, as parametric configurators, optimization algorithms, and BIM models make it possible to manage design variations quickly and efficiently. The experimental part of the thesis applies this method to a real-world case study developed in collaboration with ACPV Architects, namely the design of a modular façade system for a residential building. Using Grasshopper, Revit, and Wallacei X, a configurable and performance-driven façade kit was created, optimized based on environmental and economic criteria. The result is a digital prototype ready for industrial production. This thesis demonstrates how a well-structured P-DfMA approach, enhanced by digital tools, can improve the quality, sustainability, and timing of construction, offering a concrete alternative to traditional building practices.