Ausbildung 4.0 Präsentation Herr Postel - IHK · 24.03.2016 Berufsbildung 4.0 – IHK-Konferenz...

BIM erreicht das Handwerk

Berufsbildung 4.0 – IHK-Konferenz Frankfurt/M (11.03.2016)

BIM

die neue Planungsmethode

erreicht das Handw erk

Datenmanagement, Informations- und

Kommunikationstechnologie im Handw erk

24.03.2016


Berufsbildung 4.0 – IHK-Konferenz Frankfurt/M (11.03.2016) Dipl.-Ing. Frank Postel 2 24.03.2016

1. BIM - Für Handwerker ein „alter Hut“

2. Das Projekt eWorkBau

3. Was bedeutet BIM ?

4. Big, open, little, closed BIM

5. BIM-Modelle

6. BIM und das Handwerk

7. Beispiele für mögliche Anwendungen von BIM

8. Erfahrung eines Zimmereibetriebes mit BIM

9. Fazit

Inhalt



Meister Gerhard, 1210-1271

Was hat Meister Gerhard mit „BIM“ zu tun?

Grundriss

Westfassade


Bilder und Fotos Wikipedia



Planer

Statiker

Handwerksmeister

Bauwirtschaftler

Bauleiter

Personalunion

Baumeister Architekt Statiker

Bauphysiker

Architekt Statiker

Bauphysiker Bauwirtschaftler

Architekt Statiker


TGA Ingenieur

Architekt Statiker


TGA Ingenieur Vermesser

Architekt Bauleiter

BIM-Manager

Wärmeschutz Schallschutz Brandschutz

Massivbau Stahlbau Holzbau

Ausschreibung Vergabe

Abrechnung

Heizung Klima Lüftung Beleuchtung

Architekt Statiker

Antike – Gotik – Renaissance

Vom Handwerker -> zum Ingenieur


wo findet sich der Handwerker wieder?

Bilder und Fotos: Wikipedia Grafik: Autor


Berufsbildung 4.0 – IHK-Konferenz Frankfurt/M (11.03.2016) Dipl.-Ing. Frank Postel 5

24.03.2016


Projektlaufzeit:

01.01.2012 bis 31.12.2014

Start des Projektes:

Februar 2012

Projektvolumen:

1,8 Mio. €

Projektförderer:

BMBF

Projektträger:

DLR

Konsortium

Assoziierte Partner

Grafik: HPI, eWorkBau Konsortium



24.03.2016

Projektziele


• Vorbereitung des Bauhandwerks auf die BIM-Methode

• Entwicklung und Erprobung eines handwerksgerechten Schulungskonzepts

• Nutzung innovativer Ausbildungstechnologien (blended Learning)

Schwerpunktgewerke:

• Dachdecker (HWK-Dresden)

• Elektromonteure (HWK-Koblenz)

• Maurer / Betonbauer (HWK-Münster)

• Stahlbauer (Schlosser) (HWK-Münster)



24.03.2016


Augrund der Komplexität wurde dazu eines konkretes, einfaches Beispiel bearbeitet:

→ Planen, Fertigen und Aufstellen eines Stahlbalkons

Fragen: -Wer ist beteiligt?

-Welche Arbeitsabläufe sind erforderlich?

-Welche Informationen werden ausgetauscht?

-Wie werden Daten erhalten / weitergegeben?

-Gibt es Redundanzen, Medienbrüche, inkompatible Daten?

Methode: -Abbilden der Produktionsprozesses von der Planung bis zur Abnahme

-Erfassen der Daten- und Informationsströme (Swimlanes)

Vorbereitung des Bauhandwerks auf die BIM-Methode

Will man die Arbeitsabläufe in einem Betrieb BIM konform gestalten,

stößt man auf diese Frage:

„Wer benötigt wann welche Daten wie aus BIM?“



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

A Auftrag-

geber

Auftrag für

Balkon

OK

B Architekt Bauantrag für

Balkon

Ausschrei-

bung Vergabe

Abnah-

me

C Statiker Statik, Pläne

D Konstrukt. Ggf. Werkpläne

E Unterneh-

mer

Kalkulation

Angebot

Stückliste

etc. Vorfertigung Montage

F Händler

Profile

G Sonstige Verzinkerei Kran

Dipl.-Ing. Frank Postel 8 24.03.2016


DOC

DXF

DOC

DOC

DXF

DXF

DOC

DXF

DOC

DOC DOC

DOC

DOC

Möglicher Workflow bei der Projektierung eines Balkons

Informationsfluss per Textdokument (Email, Fax), ggf. Telefon Informationsfluss per Textdokument und Zeichnung Optional eingebunden DOC

DXF

DOC

DOC

DXF

Grafik: Autor



24.03.2016


Die Workflows werden mit sog. „swimlanes“ grafisch dargestellt

Mithilfe dieser Swimlanes kann man den

innerbetrieblichen Workflow abbilden

und zu BIM orientierten Lösungen kommen.

Grafik: eWorkBau Konsortium



24.03.2016

Didaktisches Konzept des Lehrgangs


Schulung baut auf Konzept des Blended Learnings auf:

• hierbei werden Phasen des selbstregulierten Lernens mit online-

Lernmodulen und Präsenzveranstaltungen in den HWKs kombiniert

Das Lehr-Lernkonzept ist modular aufgebaut:

1. Grundmodul (Szenario Neubau)

Lernziele: • Kennenlernen der Methode BIM

• Üben der Softwaretools mit praxisnahen Aufgaben

2. Erweiterungsmodul (Szenario Bauen im Bestand)

Lernziele: • Festigen der erworbenen Kompetenzen aus Grundmodul

• BIM als Unternehmensstrategie verstehen

• kooperatives Arbeiten

• Mobiles Arbeiten

Schulungsumfang: 40 Stunden



24.03.2016

BIM Lehrgang Grundmodule


Abruf von Gebäudeinformationen

Erstellung von Material- und Stücklisten

Erstellung eines Angebots

1 Einführung in BIM

2 BIM in der Angebotsphase

3 BIM in der Ausführungsphase

4 BIM in der Abnahmephase

2

1

3

4

5

6

x Lernbausteine

• Präsenztermin in HWK

• Übersicht / Ziele im GM

• Vorstellen / Erklären der

Methode BIM

Ziel ist Software erlernen:

• Selbstregulierten Lernens mit

online-Lernmodulen

• Üben der Softwaretools anhand

praxisnahen Aufgaben

Szenario Neubau:

• Alle benötigten Daten stehen in

einem Modell zur Verfügung




24.03.2016

BIM Lehrgang Erweiterungsmodul (in Planung)


x Lernbausteine

• Präsenztermin in HWK

• Übersicht / Ziele im EM

• Wdh. der Inhalte des GM

• Arbeitsauftrag im EM • Bildung von Projektteams

Ziel ist Methoden erlernen:

• BIM-Potential eines Auftrags

ermitteln

• Aus Projektzielen BIM-Ziele ableiten

• BIM-Arbeitsprozess erarbeiten

(Swimlanes)

• BIM-Austauschszenarien definieren

Szenario:

• Bauen im Bestand (Barrierefreier

Umbau des eWorkBau-EFH)

• Bearbeitung des vollständigen

Auftrags in Projektteams

1

2 BIM als Organisationsstrategie

3 BIM in der Angebotsphase

4 BIM in der Ausführungsphase

5 BIM in der Abnahmephase

1. Projektvorbereitung

2. Projektbearbeitung

Projekteinführung




24.03.2016

In der Schulung verwendete Software


TEKLA BIMsight

• Deutschsprachige

Oberfläche

• Einfache intuitive

Bedienung

• Kostenlos Verfügbar

• Wünschenswert wäre

übersichtliche

Darstellung der Objekte

und Objekt-

eigenschaften




24.03.2016

In der Schulung verwendete Software


Filtertool BIMcraft

• Entwicklung der

Bauinformatik TU Dresden

(CIB)

• Lehrprototyp für das

Handwerk

• mit Java entwickelt

• IFC, GAEB, iCal sowie

Multimodelle können

verarbeitet werden

• Integriert Filter- und

Visualisierungskomponente

• Wird unter freier Lizenz

veröffentlicht



Berufsbildung 4.0 – IHK-Konferenz Frankfurt/M (11.03.2016) 15


24.03.2016 Dipl.-Ing. Frank Postel

B I M

ist ein Akronym aus den Worten: Building Information Modeling.

Man könnte es mit: „Modellieren von Gebäudeinformationen“ übersetzen.

Die Gebäudemodellierung ist allerdings nur ein Teilaspekt von BIM.

Bauen mit BIM bedeutet vor allem Daten-Management daher auch:

Building-Information-Management

oder

Building-Information-Modeling-Management



Einer Definition kann man sich auch nähern, wenn man aufzählt was

BIM nicht ist:

• BIM ist keine spezielle Software oder ein spezielles CAD-Programm.

• BIM kann man nicht kaufen.

• BIM muss nicht unbedingt ein 3D Modell sein.

• BIM ist nicht auf besondere Anwendungen beschränkt.

→ BIM ist eine Methode, eine „Planungsphilosophie“.

24.03.2016 Dipl.-Ing. Frank Postel

B I M




• Ein Planer „entwirft und sieht" sein Bauwerk 3-dimensional.

• Der Bauausführende erhält die Informationen über das Bauwerk (i.d.R.) auf Papier (2D)

• Fehlende Informationen müssen für die Umsetzung wieder ergänzt werden.

• Informationsverlust ist unvermeidlich, Fehlinterpretationen sind leicht möglich.

• Bauteile können „vergessen“ werden, Bauteilkollisionen nicht erkannt werden.

BIM ist der bessere Weg um Bauvorhaben umzusetzen


Die BIM-Methode soll genau das verhindern…


Grafik: Autor Fotos: MS-Office



Big BIM Anwendung der BIM-Methode über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks Interdisziplinäre Anwendungen werden durch den BIM Container zusammengehalten

Big BIM und little BIM

Der Unterschied liegt in der

Nutzung eines BIM-Modells


Architekturmodell (BIM-Modell) als Referenzstrang

Vorplanung Projektierung Beschaffung Ausführung Bewirtschaftung Rückbau

Statik

TGA

Big BIM

Übergabe von Ifc-Daten aus dem BIM-Modell

Rückgabe von Ifc-Daten an das BIM-Modell mit reduzierten Attributen

? ? ?

Grafik: Autor



? ? ?


Architekturmodell (BIM-Modell)

Vorplanung Projektierung Beschaffung Ausführung Bewirtschaftung Rückbau

Rohbau

Zimmerei

Big BIM

„Klassische“ Übergabe von Daten in Papierform aus dem BIM-Modell

little BIM

little BIM

Little BIM Vereinfacht: Anwendung der BIM-Methode innerhalb eines Betriebes. Der Workflow bleibt auf das Büro / den Betrieb beschränkt.

Big BIM und little BIM

Der Unterschied liegt in der

Nutzung eines BIM-Modells


Grafik: Autor



Open BIM Austausch von Modelldaten mithilfe der Ifc-Schnittstelle von Software A zu Software B. Systemgrenzen werden damit überwunden.

Open BIM und closed BIM

Unterschied im Datentransfer

von und zum BIM-Modell

Closed BIM Austausch von Modelldaten auf direktem Weg ohne Ifc-Schnittstelle. Die Datenformate innerhalb der Softwarefamilie sind untereinander kompatibel. Software und Module greifen auf dieselbe Datenbank zu.

Modul A Modul B

Modul C Modul D

Kernsoft-ware

Software A

Software B Software C

Software D

IFC

IFC

IFC

IFC

IFC

? ? ?


ifc – industry foundation classes Grafik: Autor



24.03.2016

2D-Modell (kein BIM)

3D-Modell (trotzdem kein BIM)

BIM –Modell (wg. der Attribute)

Attribute und Bauteilinformationen Typ: Lego-Stein Länge: 19 mm Breite: 9,5 mm Höhe: 7,0 mm Material: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) Hersteller: LEGO, Billund, DK Kosten: 0,05 €/Stck. Besonderes: Sonderstein, 2x3 Noppen

5. BIM-Modelle

Ein BIM-Modell benötigt stets Attribute. Aderenfalls ist es höchstens eine Ansammlung von geometrischen Informationen.

Grafik: Autor



Gebäudemodell

Terminmodell

Mo Di Mi Do Fr Sa So

Leistungsmodell

€

Aufteilen des Modells Nicht alle Informationen können und sollen in einem einzigen Modell repräsentiert werden. Die Daten werden in mehrere Teilmodelle aufgeteilt, hier zum Beispiel:

• Daten zum eigentlichen Gebäude (Geometrie, Materialien, Tragwerk, Bauphysik, etc.)

• Bauleistungen (Kosten, Finanzierung, etc.)

• Bautermine (Balkenpläne, etc.)

oder bei sehr komplexen Baufgaben…

5. BIM-Modelle




Quelle: BIM Leitfaden für Deutschland

Aufgliederung der Datenstruktur bei komplexen Bauvorhaben

-Die Planung ist abgeschlossen. -Das Gebäude existiert im Computer

Aber..

Wo, wann und wie wird der

Handwerker eingebunden?

5. BIM-Modelle




Denn auch die beste Planung muss erst noch durch qualifizierte Handwerker umgesetzt werden.

Wo, Wann und Wie wird der Handwerker eingebunden?

Fotos: Autor



An welchen Schnittstellen ist die Einbindung der Handwerker notwendig und sinnvoll? → Vor, während, nach der Planungsphase.

Wann kann die BIM Methode den Handwerker unterstützen? → Vor, während, nach der Bauphase.


Fotos: Autor



(1) Massenermittlung (2) Stücklistenerstellung

Wobei kann die BIM Methode den Handwerker unterstützen?

sowie →


Fotos: Autor



(3) Terminplanung

(4) Plausibilitätskontrolle

(5) Qualitätskontrolle (Soll-Ist-Vergleich)


sowie →


Fotos: Autor



(6) Mobiles Arbeiten und sonstige Möglichkeiten…


Cloud-Computing Ständige und ortsunabhängige Verfügbarkeit von Gebäudedaten, Bauteilinformationen, Plänen, etc.

BIM-Modell

Tablet

Tablet

Tablet

Tablet


Grafik: Autor



24.03.2016

7. Beispiele für die Anwendung von BIM

Auftragsabwicklung

• Essentielle Tätigkeiten sind u.a. Material- und Stücklistenerstellung.

Umsetzung

• Daten werden oft „händisch“ aus 2D-Plänen gezogen und auf einem Zettel fixiert.

Folge

• Fehler in der Mengenermittlung.

• Fehler in der Übertragung der Maße.

Verbesserung

• Das geprüftes BIM-Modell beinhaltet idealerweise vermaßte, korrekt modellierte

Bauteile und damit die exakten Mengen und Massen.



Es ist technisch machbar diese Informationen in das BIM Modell einfließen zu lassen. Es hängt nur vom Detaillierungsgrad (LOD – level of detailing) des Modells ab .

Beispiel: Fahnenbleche und Anschlusswinkel mit Bohrungen


Für den Handwerker wäre es sehr nützlich, wenn er diese Informationen aus dem BIM-Modell filtern könnte.

Fotos: Autor



Der Handwerksbetrieb benötigt in der Regel gewerkespezifische Daten.

Zur Fertigung eines Balkons und/oder für die Kalkulation benötigt der Schlosser beispielsweise:

1. Angabe der Profiltypen und Profillängen, 2. Abmessung der Kopf- und Fußplatten, 3. Schraubenanzahl und –güte, 4. Angaben zu Schweißnähten und Baustoffgüten. 5. Geländerdetails,



Grafik: Autor





1. Angabe der Profiltypen und Profillängen, 2. Abmessung der Kopf- und Fußplatten, 3. Schraubenanzahl und –güte, 4. Angaben zu Schweißnähten und Baustoffgüten, 5. Geländerdetails.



Grafik: Autor








Grafik: Autor



Soll(te)..


Ist


Grafik: Autor



Für den Handwerker wäre es äußerst nützlich, wenn er diese Informationen aus dem BIM-Modell filtern könnte.

Beispiel: Stahlprofil (IPE) mit Kopfplatte und Schrauben

BIM Modell eines Stahlbalkons dargestellt mit dem Solibri BIM-Viewer


Grafik: Autor



(3) Schnitte in beliebiger Höhe

(4) Gezieltes Ein-/Ausblenden

von Bauteilen

(2) Interaktive Schnittführung

für beliebige Schnitte.

Möglichkeiten des Viewers

(1) Das Gebäude lässt sich von allen Seiten betrachten


Grafik: Autor



38

Bsp.:

Blick in einen Raum mit 2 Abfangträgern. Die Informationen über den

markierten Träger (blau), lassen sich anzeigen.

Daten wie:

Profilgröße, -länge, Mantellänge (Abwicklung), Gewicht sind quasi

voreingestellt verfügbar.

Stahlpreis, Händler, Händleradresse etc. können hier abgerufen werden,

wenn sie dem Bauteil bei der Modellerstellung zugeordnet wurden.

Dipl.-Ing. Frank Postel 24.03.2016

IFC–Daten in einem Viewer


Grafik: Autor



Wie kommt man an die Daten?

Screenshot des TEKLA-BIMSight-Viewers

Informationen zu der Balkonstütze können hier abgefragt werden.


Grafik: Autor



40 Dipl.-Ing. Frank Postel 24.03.2016

Bsp.:

Blick in einen Raum mit 2 Abfangträgern.

Das BIM-Modell wird mit der gebauten Wirklichkeit verglichen.

In diesem Fall wird die fehlende Stützen-Träger-Verbindung

bemängelt.

Die Situation kann fotografiert werden und die Informationen

können per Email versendet werden.

Hier können Anmerkungen

zum Soll-Ist-Vergleich

eingegeben werden und per

Email verschickt werden.

Soll – Ist Vergleich mit dem Viewer


Grafik: Autor



41 Dipl.-Ing. Frank Postel 24.03.2016

Bsp.:

Die (blau) markierten Wände sind

bereits fertig betoniert.

Maße, Flächenabwicklungen,

Volumina, Bewehrungsmengen,

Betongüten „hängen“ als Attribute an

den Wandobjekten.

Rückmeldung von der Baustelle mithilfe des BIM-Viewers


Diese Rückmeldung kann wieder

an das BIM-Modell gegeben werden

und ermöglicht eine so eine ständige

Baufortschrittskontrolle.

Automatische Erstellung der Abschlags-

rechnung wäre denkbar einfach.

Grafik: Autor

Nutzung von BIM in der Zimmerei

• Arbeit mit objektbasierten 3D-Modellen seit 1995

• Nutzung des Modells: Mengen- und Massenermittlung Generierung von Daten zur Ansteuerung der CNC-Maschinen Erstellen von Plänen für Fertigung und Montage Visualisierungen für Kunden

• Durchgängige Nutzung des Modells in allen Arbeitsphasen auf Grund

fehlender Schnittstellen momentan noch schwierig

• Automatisierte Verknüpfungen zu Kostenkalkulation, Einkauf und Zeitplan angestrebt Kooperation mit Software-Unternehmen

mit freundlicher Unterstützung

und Genehmigung durch

Dipl.-Psych. Jasmin Mühlbach

Dipl.-Psych. Olaf Peters

TU Dresden, PLL

Was andere Betriebe von der Zimmerei lernen können

BIM zahlt sich aus

Der Einsatz von BIM geht in jedem Fall mit einer erhöhten Kosten- und Planungssicherheit einher.

Zitat eines Mitarbeiters: „Die Konstruktion des Modells und die Planungsprozesse sind viel wichtiger als alles was danach kommt. Wenn du erstmal anfängst zu bauen und dann einen Fehler machst, dann wird es richtig teuer. Gute Vorbereitung ermöglicht funktionierende Bauabläufe und nur so lässt sich sicher Geld verdienen. Eine saubere Planung hat einfach viele Vorteile. Das erfahren wir hier jeden Tag.“





TU Dresden, PLL

Was andere Betriebe von der Zimmerei lernen können

BIM braucht eine Strategie

Vor der Implementation sollte Klarheit darüber herrschen in welcher Form das Modell für welche Arbeitsschritte genutzt werden soll.

BIM braucht Zeit

Die in der BIM-Strategie festgelegten Ziele lassen sich vermutlich nicht alle auf einmal realisieren. Es ist wichtig, mit einem BIM-Teilziel zu beginnen und die BIM-Implementation dann stetig voranzutreiben.





TU Dresden, PLL

Mehr Informationen zum Projekt http://www.bimatwork.de/





TU Dresden, PLL



24.03.2016

Status

• BIM ist aktuell weder bei den meisten Planern, noch bei den

Handwerkern angekommen.

Aber…

• Im Kammerbezirk Münster wurde BIM auf mehreren Veranstaltungen

vorgestellt.

• Ein Einführungskurs in die BIM-Methode wurde in diversen Meisterschulen

und im Studiengang „Bauen im Bestand“ durchgeführt.

Tenor der Meinungen

• ältere Handwerker (meist Firmeninhaber) reagieren oft skeptisch auf BIM.

• die Jüngeren erkennen in BIM jedoch eher die Chancen und Vorteile.

Erfreulicher Ausblick

• Viele v.a. jüngere Handwerker haben ihr Interesse an BIM bekundet und

erkennen die Vorteile der BIM-Methode für sich.

• Es gibt Betriebe, welche die Vorteile der BIM erkannt haben und BIM

anwenden.

9. Fazit



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit…

Handwerkskammer Bildungszentrum Münster Echelmeyerstraße 1–2 48163 Münster Telefon 0251 705-0 Telefax 0251 705-1130 [email protected] www.hbz-bildung.de Dipl.-Ing. Frank Postel Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Foto: Autor

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