BIM-Anforderungen von...

Dr.-Ing. Sebastian Fuchs TragWerk ConsultIngenieure S.Fuchs GbR

BIM-Anforderungen von Ingenieuren

Arbeitskreis BIM, Ingenieurkammer Sachsen

TragWerk ConsultIngenieure S.Fuchs GbR

Firmenporträt TragWerk

Partner

Mitarbeiter

Dr.-Ing.Sebastian Fuchs

Dr.-Ing.Frank Purtak

Dipl.-Ing.Wolfgang Döking

Standorte

Dresden

Stuttgart

IT-Beratung

Fachlich:Bauinformatik, BIM, Multimodelle

Methodisch:Software-Factories,MDSD

Technologisch:Java, Eclipse RCP


Ingenieurkammer Sachsen

• Berufsständische Vereinigung von Ingenieuren• Regelung der Berufsordnung und des Standesrechts

• Förderung der Zusammenarbeit verschiedener Ingenieurdisziplinen• Mitwirkung an Gesetzen und Verordnungen, die das Berufsfeld von Ingenieuren betreffen

• > 3000 Mitglieder• vertritt ~ 10.000 Mitarbeiter in Ingenieurbüros• ~ 450 Mio. € Umsatz p.a. der Ingenieurbüros• ~ 5,6 Mrd. € Bauvolumen p.a.


Building Information Modeling

BIM ist die ganzheitliche Arbeitsweise mit allen Datendes gesamten Baulebenszyklus in digitaler Form.

Scherer, Schapke (Hrsg.)Informationssysteme im Bauwesen

Bd. 1, 2, Springer, 2015


BIM auf Industrieniveau – ein evolutionärer Prozess

(c) http://www.cosmiq.de

2. Weichen stellen

1. Ziele festlegen

3. Nicht falsch abbiegen


BIM-Projekte in Planungs-ARGEn


BIM im Ingenieurbüro

• Teil der unternehmensinternen Optimierung

• 3D-Planung seit ca. 15 Jahren Stand der Technik• Überwiegend hohe IT-Affinität der Ingenieure• IT-Infrastruktur i.d.R. bereits vorhanden

• Zur Zeit umfangreiches BIM-Marketing• (Über-)Hohe Verfügbarkeit / Bewerbung von BIM-Tools• (Über-)Hohes Angebot von Weiterbildungs- und Informationsveranstaltungen

• Offene Frage: Optimierung worauf ?

BIM ja – aber was und wie ?


Herausforderungen in Planungs-ARGEn

• Bauwerke sind Werke, keine Waren• Iterativer, kreativer Planungsprozess• Mangelfreies Bauwerk vs. fehlerfreie Planung

• Jeweils neuartige Zusammensetzung der ARGE-Partner• Getrennte Verantwortungsbereiche aber fachliche Schnittstellen / Überschneidungen• Dennoch gemeinsame, konsistente Planungsleistung

• Projektindividuelles Informationsmanagement• Kein Definition of Done• Innere juristische und wirtschaftliche Strukturen sind teilweise konträr zum Gesamtziel

• Qualitätswettbewerb vs. Preiskampf• Stufenweise Beauftragung• Auskömmlichkeit der Honorare abhängig von der Partnerschaftlichkeit

Probleme unabhängig von BIM Digitalisierung könnte diese aber verstärken


Wahrung der Chancengleichheit der KMUim digitalen Wandel

Egger; Hausknecht; Liebich & Przybylo 2014

1. Technologien: Big Open Smart BIM

2. Menschen: BIM-Kompetenz bei allen Beteiligten

3. Richtlinien: Schrittweise Einführung einer VO-BIM

4. Prozesse: Neutraler BIM-Gesamtkoordinator


1. TechnologienBig Open Smart BIM

Machine to Machine Communication(c) https://www.optisoft.de/de/software-engineering/m2m.php


Bauinformationsprozesse in KMU-ARGEn: Big + Open

BigOpenBIM

Alle Disziplinen1 Disziplin

1 Software

Verschiedene Software

Maß der KollaborationKlassifikation erfasst keine DATENQUALITÄT


System des Informationsaufbaus in BIM [Scherer, 2015]

1. Geometrie (Das ist die Eintrittskarte in BIM)2. Semantik (Bezeichnung, Grundbemusterung, Katalogelemente)

3. Topologie (z.B. räumlich Raumbuch)4. Verhalten (erweiterte Semantik, Bemusterung)5. Interoperabilität (Datenformate Sprachproblem)

6. Verlinkung im Modell (Topologien, Gruppierungen) 7. Verlinkung zwischen Modellen (Kollaboration)

8. Ontologie (mit Fachwissen schlussfolgern)9. System (Vollständigkeit prüfen Qualitätskontrolle)10. Modelltransformation (Synchronisation)


Ideal - Vollständig formalisierte Daten

Alle Disziplinen1 Disziplin

1 Software

Verschiedene SoftwareBig OpenSmart

BIM

Teilweiseformalisierte Daten

Smart :Vollständigformalisierte Daten

Maß der KollaborationKlassifikation erfasst DATENQUALITÄT


Modelle vs. Dokumente

• Datenmodelle– Explizite Semantik

(Kleiner Interpretationsspielraum)– Strukturiert automatisiert verarbeitbar

(Algorithmen)– Meta-Modelle formal prüfbar

(Vollständigkeit, Widerspruchsfreiheit, ...)– Datenbanken, XML, Ontologien

• Dokumente– Implizite Semantik

(Großer Interpretationsspielraum)– informal– Nutzung vorrangig durch Personen– inhaltlich nicht mit vertretbarem

Aufwand automatisiert erfassbar– E-Mail, Zeichnungen, Fotos, Video, ...

Ableitung

möglich


Informationsprozesse Modellmanagement

BIM-Modelle

Ableitung von Plänen aus der BIM-Planung

IT-Ziel für Bauprojekte:Vollständigkeit + Korrektheit


VisiCalc 1979

Tabellenkalkulationen sind hochflexible Dokumente- aber keine BIM-Modelle !

• Keine formale Bausemantik• Daten, aber keine definierte Information• Konzepte: Zeilen, Spalten, Zellen• Problemloser Datenaustausch nur in

geschlossenen Nutzerkreisen

• Flexibles Rechenwerkzeug• Tabellarische Strukturierung von Daten

möglich• Hoher Nutzerkreis


IFC vs. BIM

Keine Maschinenbau-Semantik in IFC vorhanden.IfcProxy-Elemente: Untypisierte Elemente, ausschließlich geometrische Repräsentation

Für BIM müssen alle Elemente explizit typisiert werden automatisierte Weiterverarbeitung

(c) Visualisierung von IFC-Objekten mittels Java3D [Theiler, Tauscher, Tulke & Riedel, 2009]


Freie Properties in Gebäudemodellen

(c) Autodesk Revit

Pset_SpaceCommon• GrossPlannedArea [IfcAreaMeasure]• NetPlannedArea [IfcAreaMeasure]• PubliclyAccessible [IfcBoolean]• . . .

Official IFC Property Sets

Key / Value, ~Freitext, nicht formalisiert Dokumentencharakter

Zur Zeit kaum Unterstützung durch gängige CAD-Software

DIN SPEC 91400(BIM-Klassifizierung nach STLB-Bau)


Lösungsansätze für Smart BIM

• Keine IfcProperties ohne PropertySet-Definition / formal beschriebene Kataloge

• Aufteilung der Daten auf unterschiedliche Fachmodell-Typen Multimodelle

• Keine IFC-Proxies (ohne verlinkte Semantik)

Big OpenSmart

BIM

Verschiedene SoftwareAlle DisziplinenVollständig formalisiert


Smart BIM ist eine ‚offizielle‘ Vision

Stufenplan SchweizDigital Planen, Bauen

und Betreiben2017


2. MenschenBIM-Kompetenz bei allen Beteiligten

Nachbau der Zuse Z3(cc) CC BY-SA 3.0


Digitalisierung der Industrie vs. BIM im PlanungsbüroAu

ftrag

gebe

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MMCRisiko-

simulation

Risiko-management

Fertigteil-planung

MMCAV-FT-

Ausschreibung

MMCAV-FT-

Planung

Ausführungs-varianten

Logistik-simulation

MMCLogistik-

simulation

Baustellen-planung

Montage-untersuchung

Montage-simulation

MMCMontage-simulation

Nachtrags-erstellung

Planungs-änderung

Nachtrags-controlling

MMC NT-Angebot

MMCPlanungs-änderung

Ausschreibungs-controlling

MMC Aus-schreibung

Vertrag

VertragAngebots-bearbeitung

MMC Angebot

MMC Vertrag

Leistungs-controlling

Leistungs-feststellung

MMC Leistungs-meldung

(c) Graphisoft

ProzesseExterne Schnittstellen

Interoperabilität

ProjekteInterne Schnittstellen(BIM)-Software-Tools

Industrie Ingenieurbüro

SchnittstellenAuftraggeberinformationsanforderungen

BIM-ProjektabwicklungsplanBIM-Koordination

IFC, MVD, BCF, MMC, . . .


Rollen in der Digitalen Transformation

BauinformatikMethodenPrinzipienNormen

Software-entwicklung

Fach-anwender

BIM-Kompetenz


BIM-Kompetenz statt BIM-Ingenieure1. BIM als permanenten Wandel begreifen2. Vergleichbare, gestufte, standardisierte BIM-Qualifikation3. Mitwirkung bei Normung und Standardisierung


BIM-Kompetenz1. BIM als permanenten Wandel begreifen2. Vergleichbare, gestufte, standardisierte BIM-Qualifikation VDI Richtlinie 2552, Blatt 83. Mitwirkung bei Normung und Standardisierung

4. Ingenieur als Generalist: Universelle MINT-Hochschulausbildung,Keine Studienrichtung BIM-Ingenieur


3. RichtlinienSchrittweise Einführung einer VO-BIM


Theoretische vs. empirische Erkenntnisse

(c) https://www.videociety.de/film10547111-Der-gezähmte-Widerspenstige

Hattest Du schon mal BIM ?

Nein -Aber ich habe viel darüber gelesen !


(Idealer) Stand der Technik

Worst Case: Aufwendungen für JEDES Bauprojekt NEU notwendig

1. AIA – Auftraggeberinformationsanforderungen2. BAP – BIM-Abwicklungsplan

1. Pre-Tender2. Post-Tender

3. BIM-Pflichtenheft

Information Delivery Management

MVD

IDM

Model View Definition

LOD LOD-Definition

MetaMetadaten-Management

MMTMultimodell-Templates

PSDPropertySet-Definition


VOB – Optionale Ergänzung des BGB -Werksvertrages um typische Bauprojekt-Besonderheiten

Ziele einer VO-BIM

1. Keine Zeit + Honorar zur Klärung des datentechnischen Planungsablaufes verschwenden2. Schaffung und Wiederverwendung von BIM Best Practices3. Quasi-Standard für BIM-Planungsprozesse4. Juristischer Quasi-Standard5. Anwendbar für den Großteil typischer Bauprojekte

VO-BIM – Optionale Ergänzung des BGB -Werksvertrages um typische BIM-Besonderheiten


Möglicher Aufbau einer VO-BIM

Inhalt für jedes Bauprojekt gleich

BIM-Pflichtenheft

Information Delivery Management

MVD

IDM

Model View Definition

LOD LOD-Definition

MetaMetadaten-Management

MMTMultimodell-Templates

PSDPropertySet-Definition

Textueller Teil Ausführbare Regelsätze


Lösungsansätze zur Einführung einer VO-BIM

• Einfach: Nur Aufnahme etablierter und verfügbarer Inhalte, Stand der Technik• Relevant: Mglw. Teilung nach Sparten: Hochbau, Tiefbau, Infrastruktur, ...• Inkrementell: Einfach beginnen und mit BIM-Evolution fortschreiben• Neutral: Keine Festlegung auf Hersteller – nur offene Standards nutzen• Digital Ausführbar: Implementierte Regeln zur neutralen Prüfung der Daten-/Prozessqualität

• Gemeinsam: Gestützt durch die Mehrheit der Baubeteiligten Verbände + Organisationen• Top-Down: Anwendung bestehender Methoden zur IDM-Erzeugung• Bottom-Up: Analyse empirischer Daten zu BIM-Prozessen Repräsentative Pilotprojekte


4. ProzesseNeutraler BIM-Gesamtkoordinator


Partnerschaftlich trotz BIM• BIM-propagierte Partnerschaftlichkeit In Planungs-ARGEn bereits ohne BIM gelebt• Treten Risiken im Planungsprozess auf, kann die Partnerschaftlichkeit leiden• Kein BIM-Problem, sondern Projekt-inhärent

• Höhere Erwartungshaltung an Planungszeiten / -kosten / -tiefe• (Noch) keine gemeinsame Vorstellung eines BIM-Informationsprozesses

• Höhere Änderungsfrequenz• Mehr Änderungszyklen• Mehrere Varianten• Aufweichung des Status Freigegeben• Vorverlagerung Verkürzung der Planungsphasen• Wechselnde Softwareprodukte mit unterschiedlichen Bedienungskonzepten• Hybride Projekte Gleichwertigkeit von BIM-Modell und Plan

• Offene Entscheidungen, Umentscheidungen des Bauherrn• Ausschreibung vor Abschluss der Ausführungsplanung

Digitalisierung der Bauwirtschaft kann Partnerschaftlichkeit erschweren

erfolgreicher BIM-Prozess könnte KMUs nicht zugetraut werden


Lösungsansatz: Neutraler BIM-Gesamtkoordinator

• Aufrechterhaltung der Partnerschaftlichkeit

• Sorgt für Einhaltung des BIM-Execution-Plans (bspw. nach VO-BIM)• Keine fachlichen Entscheidungen, nur Prozessmanagement

IT-Analogie: Scrum-Master• Oftmals firmenextern• Fokus auf Teambildung• Schlichter und Lösungsherbeiführer• Agil, inkrementell, Add Value to Product

Keine geschlossene Organisationsstrukturin Planungs-ARGEn


Fazit


Wahrung der Chancengleichheit der KMUim digitalen Wandel

Egger; Hausknecht; Liebich & Przybylo 2014

1. Technologien: Big Open Smart BIM

2. Menschen: BIM-Kompetenz bei allen Beteiligten

3. Richtlinien: Schrittweise Einführung einer VO-BIM

4. Prozesse: Neutraler BIM-Gesamtkoordinator


Fragen ?

https://youtu.be/5h5ZimzDnIMhttps://youtu.be/fkzrmRy3W58

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