Ein modellbasiertes, lebenszyklusorientiertes...

Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik

der Technischen Universität München

Ein modellbasiertes, lebenszyklusorientiertes

Datenmanagement-Konzept für Straßen- und

Brückenbauprojekte

Markus Schorr

Vollständiger Abdruck der von der Fakultät für Maschinenwesen

der Technischen Universität München

zur Erlangung des akademischen Grades eines

Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.)

genehmigten Dissertation.

Vorsitzender: Univ.-Prof. Dr.-Ing. K. Stahl

Prüfer der Dissertation:

1. Univ.-Prof. Dr.-Ing. W. A. Günthner

2. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. J. Oser, em.

(Technische Universität Graz / Österreich)

Die Dissertation wurde am 29.06.2011 bei der Technischen Universität München

eingereicht und durch die Fakultät für Maschinenwesen am 06.10.2011

angenommen.

I

Herausgegeben von:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Willibald A. Günthner

fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik

Technische Universität München

Zugleich: Dissertation, München, TU München, 2011

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte,

insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, der Entnahme von

Abbildungen, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ähnlichem Wege und

der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben – auch bei nur

auszugsweiser Verwendung – vorbehalten.

Layout und Satz: Markus Schorr

Copyright © Markus Schorr 2011

ISBN: 978-3-941702-23-3

Printed in Germany 2011

Danksagung

III

Danksagung

Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit am Lehrstuhl für

Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München und

basiert auf meiner Mitarbeit im Bayerischen Forschungsverbund „Virtuelle Bau-

stelle“ (ForBAU). Zum Gelingen dieser Arbeit haben zahlreiche Personen beige-

tragen. Einigen von ihnen möchte ich an dieser Stelle meinen besonderen Dank

aussprechen.

Bedanken möchte ich mich bei all meinen Kolleginnen und Kollegen am Lehrstuhl

für das gleichermaßen angenehme wie konstruktive Arbeitsumfeld. Besonderer

Dank gilt dabei meinen „ForBAU-Bürokollegen“ Dr.-Ing. Cornelia Klaubert,

Johannes Wimmer, Tim Horenburg und Dr.-Ing. Stefan Sanladerer. Die

Zusammenarbeit mit Euch hat mir großen Spaß bereitet und es hat mich gefreut,

dass wir trotz unseres intensiven Forschungsprojekts Zeit gefunden haben, auch

den ein oder anderen privaten Abend miteinander zu verbringen.

Für die Hilfestellung sowie die fruchtbaren Anregungen und Diskussionen möchte

ich zudem allen Forschungs- und Industriepartnern von ForBAU danken.

Mein Dank gilt Herrn Professor Dr.-Ing. Karsten Stahl für die Übernahme des

Vorsitzes der Prüfungskommission. Herrn Professor Dipl.-Ing. Dr. techn. Jörg Oser

danke ich nicht nur für die Übernahme des Koreferats, sondern auch für die

konstruktive Kritik während seiner Tätigkeit als Gutachter im ForBAU-Projekt. Sehr

herzlich bedanken möchte ich mich bei meinem Doktorvater Professor Dr.-Ing.

Willibald A. Günthner, der mir ein selbstbestimmtes Arbeiten gestattete und bei

Fragen stets behilflich war.

Meiner Freundin Jessica Kast danke ich für die Unterstützung und ihr großes

Verständnis. Der größte Dank gilt meinen Eltern Marianne und Helmut Schorr, die

mich während meiner gesamten Ausbildung bestmöglich gefördert und unterstützt

haben. Euch beiden sei diese Arbeit gewidmet.

München, im Oktober 2011 Markus Schorr

Kurzdarstellung

IV

Kurzdarstellung

Die Baubranche ist heute einem gewaltigen Wettbewerbs- und damit Kostendruck

ausgesetzt. Es werden zunehmend qualitativ hochwertige, nachhaltige und auf den

gesamten Lebenszyklus ausgerichtete Bauwerke nachgefragt. Dabei müssen vor

allem Infrastrukturbaumaßnahmen in immer kürzerer Zeit abgewickelt werden.

Diese Herausforderungen kann die deutsche Bauindustrie nur mit effizienteren

Prozessen in der gesamten Projektorganisation bewältigen.

Auch wenn unnötige Kosten in der Bauabwicklung in vielen Fällen nachweislich

aus unzureichendem Informationsmanagement resultieren, werden die Potenziale

einer zentralen, durchgängig digitalen und modellbasierten Datenverwaltung ak-

tuell viel zu wenig ausgeschöpft. Das ist erstaunlich, da der weitreichende Nutzen

derartiger Lösungen in anderen Branchen bereits weitestgehend erschlossen ist.

So zeigen beispielsweise Anwendungen aus dem Automobil- und Schiffsbau, dass

sämtliche projektrelevanten Informationen stets aktuell sowie zeit- und ortsunab-

hängig für alle Beteiligten in übersichtlicher Form verfügbar sein können. Fehler

werden dadurch eher erkannt und mitunter bereits vor der Produkterstellung

behoben. Zudem ist eine frühzeitigere und folglich proaktive Steuerung des Pro-

jekts möglich. Weitgehend automatisch entsteht eine nachvollziehbare Dokumen-

tation der Produktentstehung, die sowohl für die Betriebs- als auch die spätere

Recyclingphase enorm wertvoll ist.

Dementsprechend ist es die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit, basierend auf

diesen etablierten Methoden und Techniken ein Datenmanagement-Konzept für

Straßen- und Brückenbauprojekte zu entwickeln, um die genannten Potenziale

auch für die Bauindustrie realisieren zu können. Im Rahmen eines Fallbeispiels

wird das Konzept zudem an einer realen Baumaßnahme umgesetzt und evaluiert.

Abstract

V

Abstract

The construction industry faces a tremendous competition and thus cost pressure.

Today’s requirements focus on high-quality, sustainable and life cycle-oriented

structures. In addition, particularly infrastructure projects have to be completed

within short terms. These challenges of the German construction industry can be

overcome solely by more efficient processes throughout the entire project organi-

zation.

Even if unnecessary costs in the construction process in many cases result from

inadequate information management, the potentials of a central, all-digital and

model-based data management are currently utilized too little. This is surprising

since far-reaching benefits of such solutions in other industries have already been

developed to a large extent. Automotive and shipbuilding-applications show the

possibility to access all project-related information time or location independently

in a current and well-structured form. Errors are detected sooner and corrected at

times even prior to the start of production. In addition, an earlier and therefore

more proactive management of the project is possible. Automatically, a compre-

hensive documentation of the product development is created. That is extremely

valuable for both the operation and recycling phase.

Accordingly, the goal of the present thesis, based on these established methods

and techniques is to develop a data management framework for road and bridge

construction projects to make use of these potentials for the construction industry

as well. As part of a case study, the concept is also implemented on a real con-

struction project and evaluated.

Inhaltsverzeichnis

VI

Inhaltsverzeichnis

Danksagung ..................................................................................................... III

Kurzdarstellung ............................................................................................... IV

Abstract ............................................................................................................ V

Inhaltsverzeichnis ........................................................................................... VI

Abbildungsverzeichnis .................................................................................... X

Tabellenverzeichnis ...................................................................................... XVI

Formelverzeichnis ......................................................................................... XIX

Abkürzungsverzeichnis ................................................................................. XX

1 Die Bedeutung der Bauindustrie und aktuelle Branchentrends ............... 1

1.1 Charakteristika der Bauindustrie ............................................................. 4

1.2 Aktuelle Trends in der Baubranche ......................................................... 8

1.3 Handlungsbedarf bei der Verwaltung von Bauprojektdaten ................. 15

1.4 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit ........................................................ 16

2 Überblick und Grundlagen zum Datenmanagement in Bauprojekten ... 19

2.1 Verwaltung von Bauprojektdaten bei staatlichen Einrichtungen und in

der Industrie .......................................................................................... 19

2.1.1 Projektmanagement-Systeme .................................................. 20

2.1.2 Dokumentenmanagement-Systeme (DMS) .............................. 21

2.1.3 Produktdatenmanagement (PDM)-Systeme ............................. 28

2.1.4 Enterprise Ressource Planning (ERP)-Systeme ........................ 34

2.1.5 Elektronische Bautagebücher ................................................... 37

2.1.6 Geoinformations (GIS)-Systeme ............................................... 38

2.1.7 Computer-Aided Facility Management (CAFM)-Systeme ......... 39

2.1.8 Straßendatenbanken ................................................................ 40

2.2 Verwaltung von Bauprojektdaten: Status Quo in Wissenschaft und

Forschung ............................................................................................. 40

2.2.1 Dokumenten- und Workflow-Management ............................... 41

2.2.2 Produktmodell-Server ............................................................... 43

2.2.3 Modellbasiertes Lebenszyklus-Management von Bauwerken .. 46

Inhaltsverzeichnis

VII

2.2.4 Adaption von Datenmanagement-Konzepten aus verwandten

Branchen .................................................................................. 46

2.2.5 Vernetzung unternehmensinterner Datenmanagement-

Systeme .................................................................................... 47

2.2.6 Integration von Baustellendaten in das Datenmanagement-

System ...................................................................................... 48

2.3 Vorteile einer zentralen, lebenszyklusorientierten Datenverwaltung ..... 48

2.4 Herausforderungen des unternehmensübergreifenden

Datenmanagements .............................................................................. 51

2.5 Fazit zum Status Quo bei der Verwaltung von Bauprojektdaten ........... 52

3 Überblick über die Abläufe und Akteure im Straßen- und Brückenbau . 54

3.1 Die Projektphasen des Straßen- und Brückenbaus .............................. 54

3.1.1 Planung und Genehmigung ...................................................... 57

3.1.2 Bauvorbereitung ....................................................................... 58

3.1.3 Bauausführung ......................................................................... 58

3.1.4 Betrieb ...................................................................................... 59

3.2 Die Akteure des Straßen- und Brückenbaus ......................................... 59

3.2.1 Bauherr ..................................................................................... 60

3.2.2 Baubehörde .............................................................................. 60

3.2.3 Fachingenieure ......................................................................... 60

3.2.4 Sachverständige ....................................................................... 60

3.2.5 Bauunternehmen ...................................................................... 61

3.3 Bauprojektphasen und deren Akteure .................................................. 61

4 Konzeption eines modellbasierten, lebenszyklusorientierten Daten-

management-Ansatzes für den Straßen- und Brückenbau .................... 63

4.1 Anforderungen an ein Datenmanagement-Konzept für den Straßen-

und Brückenbau .................................................................................... 63

4.1.1 Zugriffs- und Rechteverwaltung ............................................... 64

4.1.2 Änderungs- und Versionsmanagement .................................... 65

4.1.3 Objektorientierte, modellbasierte Ablagestruktur ..................... 65

4.1.4 Status- und Workflow-Management ......................................... 66

4.1.5 Anwenderergonomie ................................................................. 67

4.1.6 Administration und Customizing ............................................... 68

4.1.7 Infrastruktur und Datensynchronisation .................................... 69

Inhaltsverzeichnis

VIII

4.1.8 Fazit: Wesentliche Anforderungen an ein Datenmanagement-

Konzept für den Straßen- und Brückenbau .............................. 70

4.2 Bewertung und Auswahl einer Datenmanagement-Basis für die

Abwicklung von Straßen- und Brückenbauprojekten ............................ 71

4.3 Komponenten eines PDM-Systems für die Abwicklung von Straßen-

und Brückenbauprojekten ..................................................................... 74

4.3.1 Schemata für Bauprojekte, -objekte und Dokumente .............. 74

4.3.2 Statusvorlagen zur Abbildung des Bauwerkslebenszyklus ....... 82

4.3.3 Rechte-, Gruppen-, Rollen- und Workflowkonzept .................. 84

4.3.4 Kalkulations- und Abrechnungssysteme .................................. 90

4.3.5 Anbindung von Autorensystemen ............................................. 91

4.3.6 Geoinformations (GIS)-Systeme ............................................... 93

4.3.7 Datenerfassung vor Ort und deren Integration ......................... 95

4.3.8 Livebilder und -videos von der Baustelle ................................ 107

4.3.9 Qualitätscontrolling ................................................................. 107

4.3.10 Zuständigkeits- und Expertenverzeichnis ............................... 109

4.3.11 Fazit: PDM-Komponenten für die Abwicklung von Straßen-

und Brückenbauprojekten ...................................................... 110

5 Umsetzung eines modellbasierten, lebenszyklusorientierten

Datenmanagement-Systems für Straßen- und Brückenbauprojekte... 111

5.1 Bewertung von PDM-Systemen als Grundlage für das Daten-

management in Bauprojekten ............................................................. 111

5.1.1 Untersuchungsmethodik ......................................................... 111

5.1.2 Bewertung und Auswahl ......................................................... 115

5.2 Fallbeispiel: Customizing eines PDM-Systems für die Abwicklung von

Straßen- und Brückenbauprojekten .................................................... 118

5.2.1 PDM-Anpassungen für die Bauplanung ................................. 120

5.2.2 PDM-Anpassungen für die Bauausführung ............................ 133

5.2.3 PDM-Anpassungen für die Bereiche Betrieb und Wartung .... 148

5.3 Vorzüge einer PDM-basierten Projektabwicklung ............................... 155

6 Zukünftige Bedeutung einer strukturierten Bauprojektdaten-

verwaltung ................................................................................................. 156

6.1 Fazit dieser Arbeit ............................................................................... 156

6.2 Anknüpfungspunkte und Ausblick ...................................................... 157

Inhaltsverzeichnis

IX

7 Anhang ....................................................................................................... 161

7.1 Vordefinierte PDM-Kataloge ............................................................... 161

7.1.1 Projektkatalog ......................................................................... 161

7.1.2 Objektkatalog .......................................................................... 163

7.1.3 Dokumentkatalog .................................................................... 184

7.1.4 Prozessvorlage ....................................................................... 193

7.1.5 Aufgabenvorlage ..................................................................... 194

7.2 Rechte- und Workflowkonzept............................................................ 195

7.3 PDM-Analyse ...................................................................................... 201

7.3.1 PDM-Nutzwertanalyse ............................................................ 201

7.3.2 PDM-Bewertungsergebnisse .................................................. 202

8 Quellenverzeichnis ................................................................................... 211

Abbildungsverzeichnis

X


Abbildung 1-1: Die Øresundbrücke verbindet die beiden Städte Kopen-hagen (Dänemark) und Malmö (Schweden) [Øre-11] ............. 1

Abbildung 1-2: Verteilung des Bruttoinlandsproduktes in Deutschland, 2010 (eigene Darstellung nach [Die-11]) ......................................... 2

Abbildung 1-3: Insolvenzhäufigkeit von Bauunternehmen von 1995 bis 2009 im Branchenvergleich (eigene Darstellung nach [Die-10a]) ... 3

Abbildung 1-4: Charakteristika der Bauproduktion (eigene Darstellung nach [Gün-11b, S. 209] .................................................................. 6

Abbildung 1-5: Beeinflussbarkeit der Kosten während der Bauphasen (eigene Darstellung nach [Gün-11b, S. 214]) ......................... 8

Abbildung 1-6: Produktivität amerikanischer Bauunternehmen (Construc-tion Productivity) im Vergleich zu anderen Industriezweigen, exklusive der Landwirtschaft (Non-Farm Productivity), 1964 = 100 % [Bal-09] ........................................................ 10

Abbildung 1-7: Digitale Bauprojektabwicklung: Modellbasierter Soll-Ist-Ab-gleich zwischen geplantem 3D-Modell und realem Bauwerk mit Hilfe von Augmented Reality [Sch-10c, S. 284 ff.] ......... 11

Abbildung 1-8: Struktur und Aufbau der Arbeit ........................................... 17

Abbildung 2-1: Screenshot des Projektmangement-Systems Oracle Primavera [Ora-11] .............................................................. 20

Abbildung 2-2: Aufbau und Funktionsweise von Dokumentenmanagement-Systemen (eigene Darstellung nach [Bor-09]) ..................... 22

Abbildung 2-3: Thin-Client des Dokumentenmanagement-Systems DocuWare; links: Web-Client im Microsoft Internet Explorer [Doc-11]; unten rechts: Client-Software für Apple iPhone und iPad [Erg-11] ................................................................. 23

Abbildung 2-4: Nutzer und Aufgaben eines virtuellen Projektraums (eigene Darstellung nach [Stu-07]) ................................................... 27

Abbildung 2-5: Produkt- und Prozessmodell eines ganzheitlichen PLM-Konzeptes (eigene Darstellung nach [Arn-05, S. 30] ........... 28

Abbildung 2-6: Struktur von PDM-Systemen ............................................... 29

Abbildung 2-7: CAD-Baugruppe Rad, bestehend aus den Einzelbauteilen Felge und Reifen ................................................................. 30


XI

Abbildung 2-8: Oberfläche des ERP-Systems SAP ERP 6.0 [Tum-11] ........ 35

Abbildung 2-9: Zusammenspiel zwischen ERP- und ECM- bzw. PDM-System ................................................................................ 36

Abbildung 2-10: Datenmanagement-Technologien und deren Einsatz in den unterschiedlichen Phasen eines Bauprojekts; dunkel darge-stellt sind Systeme, die eine modellbasierte Verwaltung gestatten ............................................................................. 53

Abbildung 3-1: Phasenmodell für einen Bauabschnitt in Straßen- und Brückenbauprojekten (eigene Darstellung nach [Fml-11b, S. 27]) .................................................................................. 56

Abbildung 3-2: Akteure in Straßen- und Brückenbauprojekten und deren Aufgaben (eigene Darstellung nach [Fml-11b, S. 40]) ......... 62

Abbildung 4-1: Datenmanagement-Workshop mit Experten aus den Berei-chen Bauplanung, -ausführung und -software [Tum-11] ..... 64

Abbildung 4-2: Beispiel einer einfachen Projekt- und Produktstruktur ........ 66

Abbildung 4-3: Wesentliche Anforderungen an ein modellbasiertes, lebens-zyklusorientiertes Datenmanagement-System für den Stra-ßen- und Brückenbau .......................................................... 70

Abbildung 4-4: Konzept der bidirektionalen GIS-PDM-Kopplung ............... 94

Abbildung 4-5: Konzept zur Datenaufnahme an realen Objekten und Kop-plung der Informationen mit digitalen Objekten innerhalb der PDM-Umgebung ........................................................... 96

Abbildung 4-6: Datenaufnahmekonzept zur mobilen Baufortschrittskontrolle und Mangelerfassung (eigene Darstellung nach [Kla-11]) ... 97

Abbildung 4-7: Informationsfluss der mobilen Datenerfassung auf der Bau-stelle mit Rückmeldung an das PDM-System (eigene Dar-stellung nach [Fml-11a, S. 48]) ............................................ 99

Abbildung 4-8: Grobkonzept zur PDM-Integration von XML-Baustellen-daten ................................................................................. 100

Abbildung 4-9: Szenario 1: Integration von XML-basierten Baufortschritts- und Mangeldaten in das PDM-System.............................. 101

Abbildung 4-10: Datenaufnahmekonzept zur Brückenprüfung mit einer mobi-len Software-Lösung (eigene Darstellung nach [Kla-11]) ... 103

Abbildung 4-11: Informationsfluss der mobilen Bauwerksprüfung mit Rück-meldung der Informationen an das PDM-System (eigene Darstellung nach [Fml-11a, S. 64]) .................................... 104


XII

Abbildung 4-12: Szenario 2: Integration von XML-basierten Bauwerks-Prüf-daten in das PDM-System ................................................ 106

Abbildung 4-13: Schaubild: QM-Betoncontrolling innerhalb der PDM-Um-gebung .............................................................................. 108

Abbildung 4-14: PLM-Konzept für die Abwicklung von Straßen- und Brückenbauprojekten ........................................................ 110

Abbildung 5-1: Gewichtung der Anforderungen für einen unternehmens-übergreifenden PDM-Einsatz im Straßen und Brückenbau; einige Anforderungen wurden in weitere Einzelaspekte untergliedert, die der Bewertungsmatrix (Anhang 7.3.1) zu entnehmen sind ................................................................. 111

Abbildung 5-2: Verteilung der neun detailliert analysierten PDM-Systeme bezüglich ihrer Kategorie ................................................... 114

Abbildung 5-3: Ergebnis der PDM-Systembewertung; Die Länge der far-bigen Balken entsprechen dem Punktwert, der in der jewei-ligen Kategorie erzielt wurde ............................................. 117

Abbildung 5-4: Grad der Eignung der verglichenen PDM-Systeme ohne Berücksichtigung der Anforderungen in den Bereichen Ergonomie sowie Administration & Customizing ............... 118

Abbildung 5-5: Basisfunktionalitäten von PDM-Systemen und im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Lösungen für den Straßen- und Brückenbau ....................................................................... 119

Abbildung 5-6: Umsetzung des Generators zur Erstellung von eindeutigen Identifikationsnummern für Projekte, Objekte und Doku-mente im Microsoft SQL Server Management Studio ....... 121

Abbildung 5-7: Login mit Benutzername und Kennwort am PDM-Portal .. 121

Abbildung 5-8: PDM-Administrator Oberfläche: Benutzerrechte, z. B. zum Anlegen von Dokumenten eines bestimmten Typs werden vom vordefinierten Gruppen- bzw. Rollenkonzept vererbt 122

Abbildung 5-9: Startseite des Benutzers Bernd Brückenplaner am PDM-Portal; im ersten Bauschnitt der Baumaßnahme ForBAU_B15n hat er die Rolle des Brückenplaners inne .. 123

Abbildung 5-10: englischsprachige Startseite des PDM-Portals ................. 124

Abbildung 5-11: Klassifizierung von Brückenelementen innerhalb des entwickelten PDM-Portals ................................................. 125


XIII

Abbildung 5-12: Klassifizierung von Straßenelementen innerhalb des entwickelten PDM-Portals ................................................. 126

Abbildung 5-13: PDM-Import von Vermessungsdaten aus einer Laserscan-Aufnahme; die Rolle Geländeaufnehmer darf nicht alle Dokumenttypen (links) integrieren ..................................... 127

Abbildung 5-14: PDM-Import von Vermessungsdaten einer Laserscan-Auf-nahme aus Sicht der Rolle PDM-Manager; er ist befugt, Dokumente sämtlicher Dokumenttypen (links) zu importieren ........................................................................ 128

Abbildung 5-15: Import eines Trassenmodells aus Autodesk Civil 3D......... 129

Abbildung 5-16: Import eines 3D-Baustellenmodells aus der CAD-Um-gebung Siemens NX .......................................................... 130

Abbildung 5-17: Importiertes CAD-Bauelement im PDM-System: die Attribut-werte wurden mit Hilfe eines Plugins in der CAD-Umgebung Siemens NX errechnet und in die PDM-Datenbank synchro-nisiert ................................................................................. 131

Abbildung 5-18: Umsetzung der in Abschnitt 4.3.1 konzeptionell ent-wickelten Projektvorlage ................................................... 132

Abbildung 5-19: Prozessvorlage für das Planfeststellungsverfahren ........... 133

Abbildung 5-20: Erster Bauabschnitt der Baustelle B15n und seine hierarchisch gegliederten Objekte und Dokumente. Objekt- und Dokumentstatus werden dem Nutzer sowohl textlich als auch durch ein Symbol visualisiert. ................................... 134

Abbildung 5-21: Der für den Bauabschnitt 1 zuständige Polier nimmt einen Statuswechsel eines Brückenhauptträgers von in Bau nach fertig gebaut vor ................................................................ 135

Abbildung 5-22: Durch die Abonnement-Funktion erhält der für den ersten Bauabschnitt zuständige Bauleiter eine Meldung über kürz-lich auf der Baustelle angelieferte Bauelemente ............... 136

Abbildung 5-23: Umsetzung der von Klaubert [Kla-11] entwickelten, mobilen Baufortschritts- und Mangelerfassungssoftware [Tum-11] ............................................................................ 137

Abbildung 5-24: Konfiguration des XML-Exports der Baufortschritts- und Mangelinformationen in der Administrator-Oberfläche des Synchronisationsserves..................................................... 137


XIV

Abbildung 5-25: Integration von Baufortschritts- und Mangelinformationen, die mit Hilfe mobiler Datenerfassung auf der Baustelle auf-genommen wurden ........................................................... 138

Abbildung 5-26: Integration von Mängelberichten, die mit Hilfe mobiler Datenerfassung auf der Baustelle aufgenommen wurden (vgl. Dokument QM: Mangelerfassung im Baufortschritt in Abbildung 5-25) ................................................................. 139

Abbildung 5-27: Fertigteilträger im Ausgangsstatus Baufreigabe ................ 140

Abbildung 5-28: Fertigteilträger im Folgestatus geliefert ............................. 140

Abbildung 5-29: Modellbasierte Visualisierung des Baufortschritts an einem Brückenbauwerk ............................................................... 141

Abbildung 5-30: Einbindung einer Baustellen-Webcam in die PDM-Um-gebung .............................................................................. 142

Abbildung 5-31: Umsetzung der Google Earth-Integration in der PDM-Um-gebung .............................................................................. 143

Abbildung 5-32: Umsetzung der GIS-PDM Kopplung über einen p2m-Link ........................................................................... 144

Abbildung 5-33: PDM-basierte Suche von zuständigen Akteuren und Experten innerhalb eines Bauprojektes ............................. 146

Abbildung 5-34: Die Rolle Bauleiter importiert qualitätsrelevante Beton-informationen .................................................................... 147

Abbildung 5-35: Abgleich von QM-Betoninformationen aus der Bauausführung mit den Planungsdaten ............................ 148

Abbildung 5-36: Screenshots der von Klaubert [Kla-11] entwickelten, mobilen Erfassungssoftware für Bauwerks-Prüfdaten [Tum-11] ............................................................................ 149

Abbildung 5-37: Per Handheld erfasste Prüfdaten, die direkt mit dem digi-talen PDM-Objekt-Pendant verknüpft abgelegt werden ... 150

Abbildung 5-38: Konfiguration des PDM-Neutralformat-Generators zur Erzeugung verknüpfter 3D-PDF-Dateien im Status 160 (=Planung abgeschlossen, vgl. hierzu Tabelle 4-6) ............ 152

Abbildung 5-39: Per Neutralformat-Generator automatisch erzeugte 3D-PDF-Datei .......................................................................... 153

Abbildung 5-40: Archivierung von Projektdaten mit Hilfe des Moduls PRO.FILE Pocket ............................................................... 154


XV

Abbildung 7-1: Bewertungsergebnis: Autodesk Vault Manufacturing 2010, schlankes PDM-System, CAD-anbietergetrieben (C) ........ 202

Abbildung 7-2: Bewertungsergebnis: Dassault SolidWorks Enterprise PDM 2009, schlankes PDM-System, CAD-anbietergetrieben (C) ............................................................................... 203

Abbildung 7-3: Bewertungsergebnis: Dassault SmarTeam, mittelgroßes PDM-System, CAD-anbietergetrieben (B2) ....................... 204

Abbildung 7-4: Bewertungsergebnis: Bentley ProjectWise, mittelgroßes PDM-System, CAD-anbietergetrieben (B2) ....................... 205

Abbildung 7-5: Bewertungsergebnis: keytech PLM, mittelgroßes PDM-System, CAD-neutral (B1) ................................................. 206

Abbildung 7-6: Bewertungsergebnis: Procad PRO.FILE, mittelgroßes PDM-System, CAD-neutral (B1) ................................................. 207

Abbildung 7-7: Bewertungsergebnis: Aras Innovator, umfangreiches PDM-System, CAD-neutral (A2).................................................. 208

Abbildung 7-8: Bewertungsergebnis: Contact CIM DATABASE, mittelgroßes PDM-System, CAD-neutral (B1) ................... 209

Abbildung 7-9: Bewertungsergebnis: Siemens Teamcenter, umfangreiches PDM-System, CAD-anbietergetrieben (A1) ....................... 210

Tabellenverzeichnis

XVI

Tabellenverzeichnis

Tabelle 2-1: Vorteile einer zentralen, datenbankgestützten Bauprojekt-datenverwaltung ........................................................................ 50

Tabelle 4-1: Vorauswahl von Datenmanagement-Systemen für die modellbasierte, lebens-zyklusorientierte Bauprojektdaten-verwaltung ................................................................................. 72

Tabelle 4-2: Vergleich von Instrumenten zur zentralen Bauprojektdaten-verwaltung auf Basis essentieller Anforderungen (vgl. hierzu auch Abbildung 4-3) .................................................................. 73

Tabelle 4-3: PDM-Vorlage für den Straßen- und Brückenbau: Bauprojekte und deren Attribute .................................................................... 75

Tabelle 4-4: PDM-Vorlage für den Straßen- und Brückenbau: Bauobjekte, -elemente und deren Attribute .................................................... 78

Tabelle 4-5: PDM-Vorlage für den Straßen- und Brückenbau: Dokumente und deren Attribute .................................................................... 81

Tabelle 4-6: PDM-Statusnetz für den Straßen- und Brückenbau .................. 82

Tabelle 5-1: Schema zur Erstellung von eindeutigen PDM-Identifika-tionsnummern für Projekte, Objekte und Dokumente ............. 120

Tabelle 5-2: Vorteile einer PDM-basierten Bauprojektdatenverwaltung; grau dargestellt sind Vorteile, die sich bereits durch die DMS-ba-sierte Projektabwicklung ergeben ........................................... 155

Tabelle 7-1: Legende zum Projektkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke .................................................................... 161

Tabelle 7-2: Projektkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke ................. 162

Tabelle 7-3: Legende zum Objektkatalog für Straßen- und Brückenbau-werke ....................................................................................... 163

Tabelle 7-4: Objektkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke (1/20) ....... 164






Tabellenverzeichnis

XVII




Tabelle 7-13: Objektkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke (10/20) ..... 173











Tabelle 7-24: Legende zum Dokumentkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke .................................................................... 184

Tabelle 7-25: Dokumentkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke (1/8) ... 185








Tabelle 7-33: Legende zur Prozessvorlage für Straßen- und Brücken-bauwerke ................................................................................. 193

Tabelle 7-34: Prozessvorlage für Straßen- und Brückenbauwerke ............... 193

Tabelle 7-35: Legende zur Aufgabenvorlage für Straßen- und Brücken-bauwerke ................................................................................. 194

Tabellenverzeichnis

XVIII

Tabelle 7-36: Aufgabenvorlage für Straßen- und Brückenbauwerke ............. 194

Tabelle 7-37: Bauspezifische Gruppen, Rollen und ihre vordefinierten Rechte in der Projektabwicklung: Legende zu Tabelle 7-38, Tabelle 7-39, Tabelle 7-40, Tabelle 7-41 und Tabelle 7-42 .................. 195

Tabelle 7-38: Bauspezifische Gruppen, Rollen und ihre vordefinierten Rechte in der Projektabwicklung (1/5) ................................................. 196





Formelverzeichnis

XIX

Formelverzeichnis

Formel 5-1: Ermittlung des Nutzwertes im Rahmen einer Nutzwertanalyse ... 113

Abkürzungsverzeichnis

XX


3D dreidimensional

4D vierdimensional

5D fünfdimensional

AEC Architecture, Engineering and Construction

API Application Programming Interface

AR Augmented Reality

ARGE Arbeitsgemeinschaft

ASP Application Service Provider

AVA Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung

BASt Bundesanstalt für Straßenwesen

BD Blu-ray Disc

BIM Building Information Modeling

BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung

BMVBS Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung

BMWi Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

bzw. beziehungsweise

CAD Computer Aided Design

CAFM Computer-Aided Facility Management

CAM Computer-Aided Manufacturing

DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft

DIN Deutsches Institut für Normung

DMS Dokumentenmanagement-System

DVD Digital Versatile Disc

ECI European Construction Institute

ECM Enterprise Content Management

EDV Elektronische Datenverarbeitung

ERP Enterprise Ressource Planning

EU Europäische Union

evtl. eventuell

FFH Fauna-Flora-Habitat

FM Facility Management

fml Fördertechnik Materialfluss Logistik


XXI

ForBAU Forschungsverbund "Virtuelle Baustelle"

GB Gigabyte

GIS Geographisches Informationssystem

GMP garantierter Maximalpreis

GRPS General Packet Radio Service

HOAI Honorarordnung für Architekten und Ingenieure

HSDPA High Speed Downlink Packet Access

HSUPA High Speed Uplink Packet Access

HTML Hypertext Markup Language

HVA F-StB Handbuch für die Vergabe und Ausführung von freiberuflichen

Leistungen der Ingenieure und Landschaftsarchitekten

IAI Industrieallianz für Interoperabilität

ID Identifikator

IFC Industry Foundation Classes

Ifo Institut für Wirtschaftsforschung

inkl. inklusive

IPT Integriertes Produktmodell Tiefbau

ISO Internationale Organisation für Normung

IT Informationstechnik

JT Jupiter Tesselation

K.O. Knockout

km Kilometer

KML Keyhole Markup Language

KMU Kleine und mittlere Unternehmen

kW Kilowatt

LV Leistungsverzeichnis

MCAD mechanisches CAD-System

MS Microsoft

PDA Personal Digital Assistent

PDF Portable Document Format

PDM Produktdatenmanagement

PKW Personenkraftwagen

PLM Product Lifecycle Management

PMS Projektmanagement-System

PPP Public Private Partnership


XXII

QM Qualitätsmanagement

RAID Redundant Array of Independent Disks

RAM Random Access Memory

RFID Radio Frequency Identification

RWI Rheinisch-Westfälisches Institut für Wirtschaftsforschung

SQL Structured Query Language

STEP Standard for the exchange of product model data

TIFF Tagged Image File Format

TU Technische Universität

TVB Technische Vertragsbedingungen

u. und

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

US United States

vgl. vergleiche

VM Virtuelle Maschine

VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen

VPN Virtual Private Network

VR Virtual Reality

XML Extensible Markup Language

z. B. zum Beispiel

ZDB Zentralverband des Deutschen Baugewerbes

1 Die Bedeutung der Bauindustrie und aktuelle Branchentrends

1

1 Die Bedeutung der Bauindustrie und aktuelle

Branchentrends

Die Errichtung von Bauwerken hat den Lebensraum der Menschen auf dieser Erde

maßgeblich geprägt. Angefangen bei Behelfsbrücken oder bescheidenen Hütten

aus Holz, Stein oder Lehm entstanden bereits in den frühen Hochkulten eindrucks-

volle Sakralbauten, Paläste und Pyramiden. Über die griechische und römische

Antike entwickelten sich im Lauf der Jahrtausende bis hin zum Mittelalter immer

raffiniertere Bauverfahren. Seit der Moderne lassen fortschrittliche Werkstoffe

sowie leistungsfähige Werkzeuge und Baumaschinen die Erschaffung von mäch-

tigen und komplexen Baumaßnahmen in vergleichsweise kurzer Zeit zu. So ent-

standen Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts in den amerikanischen

Großstädten Chicago und New York immer imposantere und höhere Bauwerke,

wie z. B. das im Jahr 1931 nach nur drei Jahren fertiggestellte Empire State Buil-

ding (443 m) [Rei-09, S. 109]. Mit dem Beginn des Computer- und Informations-

zeitalters in den 1980er Jahren stieg vor allem die Planungsqualität enorm, indem

z. B. statische Berechnungen wesentlich exakter durchgeführt und die Konstruk-

tion rechnergestützt mit Hilfe von Computer Aided Design (CAD)-Systemen er-

folgte.

Abbildung 1-1: Die Øresundbrücke verbindet die beiden Städte Kopenhagen (Dänemark) und

Malmö (Schweden) [Øre-11]


2

Die Einführung der Mobilfunktechnologie gestattet seit Beginn der 1990er Jahre

eine deutlich bessere Kommunikation aller Baubeteiligten, was sich vor allem in

der Bauausführung positiv auswirkte. All diese Entwicklungen ließen Stück für

Stück ein immer effizienteres Bauen zu. So konnte beispielsweise die Øresund-

brücke (Abbildung 1-1), mit fast acht Kilometern die weltweit längste Schräg-

seilbrücke für kombinierten Straßen- und Eisenbahnverkehr, im Jahr 2000 in nur 40

Monaten Bauzeit fertiggestellt werden [Øre-10].

Heute ist das Bauwesen nicht nur eine High-Tech Branche, sondern auch eine

wichtige Säule der modernen Gesellschaft und einer der bedeutendsten Wirt-

schaftszweige. Im Jahr 2009 waren in Deutschland 715.062 Menschen allein im

Bauhauptgewerbe beschäftigt [Die-10c, S. 2]. Rund 3,3 Millionen und damit etwa

12 % aller sozialversicherungspflichtig Beschäftigten entfallen insgesamt betrach-

tet auf die „Wertschöpfungskette Bau“ [Bos-07, S. 10 ff.]. Selbst im Krisenjahr

2009 gingen in der Bundesrepublik 240,1 Milliarden Euro und damit etwa 10 %

des Bruttoinlandsproduktes auf Bauinvestitionen zurück [Die-10c, S. 2]. Aktuellen

Zahlen zufolge ist dieser Wert auch für das Jahr 2010 gültig (Abbildung 1-2).

Abbildung 1-2: Verteilung des Bruttoinlandsproduktes in Deutschland, 2010 (eigene Darstel-

lung nach [Die-11])

Die enge Verzahnung der Bauindustrie mit vielen vor- und nachgelagerten Wirt-

schaftszweigen steigert die volkswirtschaftliche und politische Bedeutung zusätz-

lich. Aufgrund der überwiegend binnenwirtschaftlichen Ausrichtung erzeugen

Investitionen im Baubereich ökonomische Effekte in anderen Wirtschaftsbereichen

und sind somit ein Treiber für nachhaltiges Wachstum [Bun-10a, S. 2]. Aktuelle

Berechnungen des Rheinisch-Westfälischen Instituts für Wirtschaftsforschung

(RWI) belegen diese These: bei einer Verkehrsinfrastrukturinvestition in Höhe von

einer Milliarde Euro geht das Institut von einem gesamtwirtschaftlichen Wachs-

7,9%5,2%

10,0%

57,6%

19,4%Ausrüstungsinvestionen (Maschinen, Geräte, Anlagen etc.)

Außenbeitrag

Bauinvestitionen

private Konsumausgaben

Konsumausgaben des Staates


3

tumseffekt von etwa drei Milliarden Euro mit einer leichten Beschäftigungsstei-

gerung aus [Rhe-10, S. 130]. Weitere Studien von Hartwig und Armbrecht [Har-05],

Baum und Kurte [Bau-99] sowie Bach et al. [Bac-94] gehen von einem etwas

geringeren Wachstumseffekt, jedoch von einer höheren Beschäftigungssteigerung

im Bereich von ca. 15.000 bis 22.000 Erwerbstätigen aus.

Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass der deutschen Bauwirtschaft

insgesamt ein hohes Gewicht zukommt. Ein im Auftrag des Bundesministeriums

für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) verfasster Bericht besagt, dass

sich allein das Durchgangsverkehrsaufkommen in Deutschland bis zum Jahr 2050

verdreifachen wird [Pro-07, S. 96]. Das wiederum verdeutlicht, dass gerade im

Straßen- und Brückenbau in Zukunft ein hoher Investitionsbedarf entstehen wird,

um die anstehenden Verkehrskapazitäten aufzunehmen. Eine herausragende Infra-

struktur war und ist einer der Garanten für die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts

Deutschland.

Trotz ihrer politischen und gesamtwirtschaftlichen Relevanz hat die deutsche Bau-

wirtschaft jedoch eine massive strukturelle Krise hinter sich. Dem Bauboom nach

der Wiedervereinigung folgte eine Marktbereinigung, die von zahlreichen Insol-

venzen geprägt war (vgl. Abbildung 1-3).

Abbildung 1-3: Insolvenzhäufigkeit von Bauunternehmen von 1995 bis 2009 im Branchenver-

gleich (eigene Darstellung nach [Die-10a])

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Unternehmen insgesamt Baugewerbe Bauhauptgewerbe

1995

2000

2005

2006

2007

2008

2009

Anzahl der Insolvenzen bezogen auf 10.000 Unternehmen


4

Die Ursachen hierfür lassen sich zum einen in der Sättigung des deutschen

Marktes, aber auch in der verschärften internationalen Konkurrenzsituation mit

Niedriglohnländern, vor allem aus Osteuropa begründen. Gestiegene Rohstoff-

und Energiekosten waren dabei ebenso konjunkturdrosselnd wie die demo-

graphische Bevölkerungsentwicklung, die den Bedarf an Wohn- und Industrie-

bauten stetig schwinden ließ.

Nach den zusätzlich schwerwiegenden Folgen der Weltwirtschafts- und Finanz-

krise ab 2008 zeichnet sich nun eine leichte Erholung ab. Der aktuelle bauwirt-

schaftliche Bericht des Zentralverbandes des deutschen Baugewerbes (ZDB)

bündelt Informationen des statistischen Bundesamtes, des Instituts für Wirt-

schaftsforschung (ifo), der Deutschen Bundesbank und des Instituts der deutschen

Wirtschaft mit eigenen Berechnungen. Für das Jahr 2011 wird mit einer Steigerung

von etwa 3 % im Wohnungs- und Wirtschaftsbau gerechnet. Die öffentlichen Bau-

investitionen werden dagegen einen Rückgang um 1,8 % erfahren. Die Gründe

dieser Entwicklung liegen in den von der Bundesregierung für 2011 massiv gekürz-

ten Konjunkturpaketen. Damit sind aber vor allem die dringend notwendigen Inves-

titionen im Straßen- und Tiefbau lediglich aufgeschoben [Zen-11].

1.1 Charakteristika der Bauindustrie

Das Bauwesen unterliegt speziellen Anforderungen, die sich zum Teil signifikant

von anderen Branchen, wie z. B. der Fertigungsindustrie unterscheiden. Auf die

wichtigsten Faktoren soll in diesem Abschnitt eingegangen werden.

Ortsabhängigkeit

Die Baustellenfertigung ist stets ortsgebunden, lediglich die Vorfertigung einzelner

Komponenten, z. B. Betonfertigteile ist in einer geschützten Hallenumgebung

möglich. Zusätzlich verschiebt sich insbesondere im Infrastrukturbau der Produk-

tionsort mit dem Baufortschritt, das heißt das Layout der Baustelle befindet sich in

einem ständigen Wandel. Das wiederum hat schwerwiegende Auswirkungen auf

die Komplexität der baulogistischen Prozesse.

Darüber hinaus bedingt die Ortsabhängigkeit fast immer auch eine Arbeit unter

freiem Himmel – dadurch ist das Bauwesen stärker als andere Branchen saiso-


5

nalen Schwankungen unterworfen. Hinzu kommt die ständige Abhängigkeit des

Bauablaufs von der Witterung. Auch Temperaturschwankungen und Niederschläge

haben nachhaltige Auswirkungen auf die Beschaffenheit des Bodens, auf dem sich

Baumaschinen und Personal bewegen [Bau-07, S. 48 u. 120]. Die Bodenbeschaf-

fenheit ist zudem abhängig vom darunter liegenden Baugrund, einem weiteren

ausschlaggebenden Faktor der Bauausführung. So ist der Lösefaktor beim

Erdaushub entscheidend für die Prozessdauer verantwortlich [Gir-05, S. 53 ff.].

Überdies bestimmt die Beschaffenheit des Baugrundes, welches Bauverfahren in

Frage kommt und wie hoch der Verschleiß an Baumaschinen und deren Arbeits-

ausrüstung ist. Während sandiger Boden relativ einfach abzutragen ist, müssen

Felseinschlüsse mitunter aufwändig gesprengt werden. Umgekehrt können z. B.

Brückenbauwerke auf einem tragfähigen Untergrund in kostengünstiger Flach-

gründung ausgeführt werden, während bindige Böden oft eine Tiefgründung er-

fordern. All das wäre jedoch immer noch gut beherrschbar, wäre der Baugrund

nicht grundsätzlich die große Unbekannte in der Bauausführung. Vor einer Bau-

maßnahme können die wenigen Aufschlussbohrungen immer nur einen kleinen

Einblick darüber geben, wie der Untergrund tatsächlich beschaffen ist.

Obendrein ist die Transportinfrastruktur maßgeblich vom Produktionsort abhängig.

Diese umfasst nicht nur die Qualität von Anfahrtsstraßen zur Baustelle und deren

Topologie, sondern auch die Häufigkeit von Staubildungen im Anfahrtsbereich.

Auch dieser Faktor kann im Rahmen der Ausführung nur bedingt beeinflusst wer-

den, bestimmt jedoch die reibungslose Baufertigung enorm [For-10, S. 134].

Einzelfertigung

Im Allgemeinen besitzen Baumaßnahmen Unikatcharakter, das heißt sie werden

nur ein einziges Mal gebaut. Dabei werden zwar einige Elemente in Kleinserien

gefertigt (z. B. beim Bau von Windkraftanlagen, Fertighäusern etc.), zumindest die

im Abschnitt Ortsabhängigkeit beschriebenen Gegebenheiten sind jedoch stets

unterschiedlich. Gleichzeitig herrscht in der Praxis ein akuter Zeit- und Personal-

mangel in der Arbeitsvorbereitung [Hof-07, S. 37]. Vor diesem Hintergrund wird

klar, warum viele Baumaßnahmen nicht bis ins letzte Ausführungsdetail syste-

matisch geplant werden, wie das z. B. in der Fahrzeugindustrie üblich ist. Jeder

Cent, der dort durch eine fundierte Planung in der späteren Fertigungs- und Kun-

dennutzungsphase gespart wird, zahlt sich mit dem Multiplikator Stückzahl später

entsprechend aus. Bei der Losgröße 1 jedoch bleibt es eben nur bei der Einspa-


6

rung dieses einen Cents. Die Folge ist häufig eine baubegleitende Planung, die be-

dauerlicherweise ein hohes Maß an Improvisationscharakter aufweist.

Fragmentierung

Die Baubranche ist geprägt von vielen kleinen und mittelständischen Unternehmen

mit geringen Marktanteilen. Im Jahr 2010 erwirtschafteten Unternehmen von 1 bis

49 Mitarbeitern über 50 % der gesamten Umsätze [Die-10b, F. 11]. Die verblei-

bende Hälfte teilten sich einige wenige große Unternehmen, die häufig als General-

unternehmer auftreten und wiederum mittelständische Firmen beauftragen. Nicht

selten werden dann erneut kleinere Unternehmen unterbeauftragt. Neben einer

hohen Arbeitsteiligkeit bedingt diese Form der Projektabwicklung aufgrund

unklarer Verantwortlichkeiten oft einen erheblichen Koordinationsaufwand.

Zusätzlich werden durch die mehrfache Unterbeauftragung wiederholt Risiken

abgewälzt und die Gewinnmargen aller Beteiligten tendenziell geringer. Bauherren

monieren zudem einen baupraktischen Kompetenzverlust beim Generalunter-

nehmer [Gün-11b, S. 16].

Abbildung 1-4: Charakteristika der Bauproduktion (eigene Darstellung nach [Gün-11b, S. 209]

Abbildung 1-4 gibt einen Überblick über die Charakteristiken bei der Errichtung

von Bauwerken. Die Merkmalsausprägungen repräsentieren mögliche Formen der

Merkmale Merkmalsausprägungen

Standardisie-

rungsgrad

kunden-

individuelle

Produkte

Standardprod.

mit kunden-

ind.Varianten

Standardprod.

mit anbieter-

ind.Varianten

Standard-

prod. ohne

Varianten

Auftragsaus-

lösungsart

Fertigungsart

Struktur der

Erzeugnisse

Automatisie-

rungsgrad

Ortsgebundenheit

der Produktion

engineer-to-

order

make-to-

order

assemble-to-

order

make-to-

stock

Einzelfertigung Serienfertigung Massenfertigung

Hand-

prozess

mechani-

sierter

Prozess

maschini-

sierter

Prozess

teilauto-

matisierter

Prozess

vollauto-

matisierter

Prozess

ortsungebundende

Produktion

ortsgebundene

Produktion

mehrteilig komplexe

Produkte

mehrteilig

einfache Produkte

geringteilige

Produkte


7

Produktion, die farblich hinterlegten Felder entsprechen den charakteristischen

Merkmalen der Baubranche.

Projektabwicklung

Auch bezüglich der Projektabwicklung weist das Bauwesen Besonderheiten auf.

Die Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen (VOB) erfordert nicht nur eine

vollständige Trennung von Bauplanung und -ausführung, sondern auch ein nach

Bauabschnitten gegliedertes Leistungsverzeichnis (LV). Diese Trennung erschwert

eine bauabschnittsübergreifende Gesamtplanung und führt zu einem Informations-

und Medienbruch zwischen der Planung und Ausführung [Gün-11b, S. 215].

Zudem sind die Klauseln der VOB innovationshemmend [Axt-03, S. 72], da an-

spruchsvolle und aufwändige Lösungen der Planer, deren Nutzen erst in der Bau-

ausführung und im Betrieb zum Tragen kommen, nicht zusätzlich vergütet werden.

Im öffentlichen Bau ist darüber hinaus vorgeschrieben, bei der Vergabe stets das

wirtschaftlichste Angebot auszuwählen. Die Wirtschaftlichkeit ist dabei anhand der

angebotenen Leistung und des Preises zu messen [Bun-11a]. In der Praxis erhält

jedoch fast ausnahmslos das kostengünstigste Angebot den Zuschlag. Bei der

Vergabe herrscht daher ein harter Konkurrenzdruck. Einige Unternehmen bieten

sogar unter den intern kalkulierten Kosten an und versuchen, dem Projekt über

spätere Nachtragsforderungen zu wirtschaftlichem Erfolg zu verhelfen. Nachträge

werden fällig, wenn zusätzliche, vertraglich nicht vereinbarte Leistungen erbracht

werden – z. B. außerplanmäßiger Bodenabtrag aufgrund fehlerhaft ausgeschrie-

bener Erdmassen. Unterschiedliche Ländervorschriften bezüglich der Bauordnung

schaffen weitere Probleme: so existiert zwar eine Musterbauordnung zur länder-

übergreifenden Vereinheitlichung, diese ist jedoch nicht bindend, da die Kompe-

tenzen bei den Ländern liegen [Bre-09, S. 8]

Obendrein vergehen gerade im Infrastrukturbau von der Planaufstellung bis zum

Planfeststellungsbeschluss mehrere Jahre. Der eigentliche Bau erfolgt dann ab-

schnittsweise. Abhängig von der Haushaltslage werden bestimmte Teilstrecken

fertiggestellt, andere befinden sich noch in der Warteschleife. Zwischenzeitlich neu

in kraft getretene gesetzliche Bestimmungen, z. B. hinsichtlich Umweltverträglich-

keit oder Lärmschutz verlängern die Projektlaufzeiten zusätzlich.

Aufgrund dieser für das Bauwesen typischen Charakterzüge kommt es zu

zahlreichen Störungen im Bauablauf, Bauzeitverlängerungen und Kostenüber-


8

schreitungen sowie weitreichenden Schadensersatzforderungen [Bau-07, S. 7].

Nach Günthner und Borrmann münden Bauprojekte daher leider viel zu häufig in

ein „Gegeneinander Ankämpfen“ als ein „Miteinander Bauen“ [Gün-11b, S. 10].

Dass dies kein rein deutsches Problem ist, zeigen Berechnungen aus den USA:

rund ein Drittel der Bausumme entfallen dort auf Fehler- oder Verzögerungskosten

[Fab-02, S. 120].

1.2 Aktuelle Trends in der Baubranche

Moderne Technologien und Innovationen machen neue Produkte immer kom-

plexer. Dieser allgemeine Trend gilt auch für die Baubranche. Denn auch hier

werden Bauwerke aufgrund von speziellen Anforderungen hinsichtlich Form und

Funktion immer komplexer.

Komplexität erfordert fundiertere Planung

So fordern Bauherren heute vermehrt frei geformte, „organisch“ anmutende Kon-

struktionen [Gün-11b, S. 3]. Diese bedingen eine fundierte Planung mit modernen

Werkzeugen und Methoden. Wie wichtig diese sorgfältige Planung ist, zeigt

Abbildung 1-5.

Abbildung 1-5: Beeinflussbarkeit der Kosten während der Bauphasen (eigene Darstellung

nach [Gün-11b, S. 214])

Zielde-

finition

Ko

sten

beein

flu

ssb

ark

eit

Zeit

Entwurfsplanung

GenehmigungAusführungsplanung Realisierung

75 – 80 % der Baukosten können in den

frühen Planungsphasen beeinflusst werden

20 – 25 % der Baukosten können in der

Ausführungsphase beeinflusst werden


9

Während in der frühen Planungsphase die Baukosten relativ gut beeinflussbar

sind, bleibt zu Beginn der Ausführungsplanung nur noch wenig Spielraum für

Optimierungen in technischer, finanzieller und terminlicher Hinsicht. Das bedeutet,

dass Mängel in der Bauausführung als Folge von Planungsfehlern in späten

Phasen nur noch bedingt beeinflusst werden können [Gün-11b, S. 214].

Wie entscheidend die Planungsqualität aber für die späteren Baukosten ist, stellte

sich unter anderem am Symposium Bau innovativ 2010 heraus. Defizite in der Bau-

planung und Projektorganisation wurden dort als Hauptursache für Kosten-

steigerungen von Bauprojekten identifiziert [Bay-10, S. 30]. Mehrere Quellen

stützen diese Ansicht. Nach einer Studie von Günthner und Zimmermann sehen

Bauunternehmen neben der Projektorganisation vor allem die Bereiche Planung

und Arbeitsvorbereitung als die maßgeblich kritischen Faktoren für Termintreue

und Baukosten. Sie gilt es nach Meinung der befragten Firmen in Zukunft noch

besser umzusetzen [Gün-08, S. 17]. Diese Haltung schlägt sich auch im Leitbild

Bau nieder, einer gemeinsamen Initiative der deutschen Bauwirtschaft zur Zukunft

des Planens und Bauens in Deutschland [Zen-09, S. 11]. Untersuchungen von

Jungwirth zeigen ferner, dass über 50 % der Mängel und Schäden an Bauwerken

ihre Ursache in Planungsfehlern hat [Jun-96, S. 9]. Ansorge geht sogar davon aus,

dass 95 % aller Baumängel und -schäden auf eine unzureichende Planung zu-

rückzuführen sind [Ans-08, S. 40]. Nachdem die Planungskosten aber nur einen

geringen Anteil der Gesamtprojektkosten darstellen, lässt sich daraus schließen,

dass die heutige Planungstiefe im Bauwesen zu gering ist [Lin-05, S. 19].

Inzwischen haben das einige Unternehmen erkannt und entdecken folglich mehr

und mehr die Potenziale einer fundierten und gründlichen Planung.

Produktivität sichert Wettbewerbsfähigkeit

Die deutsche Bauindustrie hat registriert, dass für den Wettbewerb mit Niedrig-

lohnländern eine noch produktivere Arbeitsweise nötig ist. Aufbauend auf Unter-

suchungen von Guntermann [Gun-97] sowie Pfau und Loschert [Pfa-96, S. 12 ff.]

zeigt Schmidt, dass im Ausbau nahezu 70 % der Aktivitäten von Bauhandwerkern

Verteil- und Rüstzeiten zuzuschreiben sind. Das bedeutet, dass nur etwa ein Drittel

der Arbeitszeit auf den produktiven Wertzuwachs der Bausubstanz entfallen

[Sch-03, S. 11]. Dass das jedoch keinesfalls ein deutsches Problem ist, zeigen

internationale Untersuchungen. So liegt nach Berechnungen des US-Wirtschafts-


10

ministeriums die Produktivität von amerikanischen Bauunternehmen deutlich unter

dem Wert anderer Branchen (Abbildung 1-6).

Abbildung 1-6: Produktivität amerikanischer Bauunternehmen (Construction Productivity) im

Vergleich zu anderen Industriezweigen, exklusive der Landwirtschaft (Non-Farm Productivi-

ty), 1964 = 100 % [Bal-09]

Brian Krause, National Manager bei Turner Construction, einem der größten US-

amerikanischen Bauunternehmen folgert daraus, dass die Bauindustrie massiven

Nachholbedarf gegenüber verwandten Branchen, wie z. B. dem Maschinenbau hat

[Kra-10]. Auch viele deutsche Unternehmen wie Züblin, Max Bögl oder Bauer

Spezialtiefbau teilen diese Meinung [For-10, S. 9 f.], [5di-11].

Als ein zentraler Produktivitätstreiber wird unisono die Digitalisierung der Bau-

planung aufgeführt. Digitalisierung bedeutet in diesem Zusammenhang vor allem

die Abkehr von reinen digitalen Zeichenbrettern hin zu parametrischen 3D-CAD-

Bauwerksmodellen, die einfach und flexibel anpassbar sind und zusätzliche Infor-

mationen in Form von Attributen enthalten. Diese Attribute können z. B. Aussagen

über Bezeichnung, Werkstoff oder Gewicht von Bauteilen beinhalten. Zudem ist es

möglich, Informationen über Kosten und geplante Bauzeit in die digitalen Modelle

zu integrieren. In diesem Zusammenhang wurde daher auch der zweifelhafte Be-

griff einer 5D-Modellierung geprägt [5di-11].

Ein Hauptvorteil dieser modellbasierten Planung ist die schnelle Anpassung der

Modelle bei Änderungen. Außerdem sind 3D-Modelle wesentlich intuitiver zu


11

verstehen als konventionelle Pläne und verbessern damit die Kommunikation aller

Baubeteiligten. Zudem können mögliche Planungsfehler, z. B. Kollisionen nur mit

Hilfe einer 3D-gestützten Planung bereits vor dem Bauen systematisch untersucht

werden. Im Rahmen von Virtual1- und Augmented Reality2-Sitzungen sind während

der Bauausführung sogar modellbasierte Soll-Ist-Abgleiche möglich (vgl.

Abbildung 1-7).

Abbildung 1-7: Digitale Bauprojektabwicklung: Modellbasierter Soll-Ist-Abgleich zwischen

geplantem 3D-Modell und realem Bauwerk mit Hilfe von Augmented Reality [Sch-10c,

S. 284 ff.]

Gemeinsam mit einer Ausweitung der digitalen Projektabwicklung in die Bauaus-

führung sowie insgesamt stabileren Bauprozessen schätzt die Firma Max Bögl die

resultierenden Einsparpotenziale auf bis zu 30 % der Gesamtprojektkosten

[Gün-11b, S. 18].

Die Digitale Baustelle wird jedoch alleine nicht ausreichen, um Produktivitäts-

potenziale zukünftig besser auszuschöpfen. Die Mehrzahl der großen deutschen

Bauunternehmen fokussierte sich in den vergangenen 15 Jahren verstärkt auf ihre

Kerngeschäftsfelder, viele operative Arbeiten werden heute verstärkt an Nach-

unternehmer vergeben. Eine weitere Effizienzsteigerung durch Outsourcing3 von

Tätigkeiten ist daher nur begrenzt möglich, weshalb zunehmend Methoden wie

Lean Construction in den Vordergrund rücken. In Anlehnung an das im Auto-

1 Virtual Reality (VR) ist eine computergenerierte, dreidimensionale Umwelt deren Ziel es ist, der realen Umgebung möglichst nahe zu kommen [Ong-04, S. 1 ff.], [Bur-94, S. 3 f.].

2 Augmented Reality (AR) ist eine Technologie, bei der das Blickfeld des Anwenders durch digitale Informationen erweitert wird [Mil-99, S. 1 ff.].

3 Outsourcing ist die Auslagerung von Wertschöpfungsaktivitäten eines Unternehmens auf Sub-unternehmen.


12

mobilbau praktizierte Lean Production-Modell werden hier Bestrebungen unter-

nommen, den Wertstrom unter Einbeziehung der gesamten Wertschöpfungskette

zu erhöhen und die Verschwendung in allen Prozessen zu minimieren [Fab-02,

S. 117 ff.]. Darüber hinaus wird der Optimierung von baulogistischen Prozessen

großes Potenzial zugeschrieben [Gün-08, S. 10], [Boe-06, S. 29 ff.]. Hinzu kommen

gänzlich neue Formen der Projektabwicklung, die den Bauwerkslebenszyklus

stärker fokussieren und dadurch nicht nur die Produktivität erhöhen, sondern

durch eine ganzheitliche Sichtweise die Prozesse global verschlanken.

Lebenszyklusorientiertes Bauen

Modernes Bauen soll heute qualitativ hochwertig, energieeffizient und nachhaltig

erfolgen sowie auf den gesamten Lebenszyklus einer Baumaßnahme ausgerichtet

sein [Zen-09, S. 5]. Die in der VOB vorgesehene Trennung von Planung, Aus-

führung und Betrieb sowie die Ausrichtung nach Phasen und Abschnitten sind je-

doch mit einer lebenszyklusorientieren Sichtweise nur schwer vereinbar. Zudem

fehlt Architekten und Ingenieuren der Anreiz, kostengünstig zu bauen, da sie nur

abhängig von den der Bauleistung anrechenbaren Kosten bezahlt werden [Sim-09,

S. 11]. Kunden der Bauwirtschaft erwarten heute und in Zukunft aber ganzheitliche

Baulösungen, die nicht nur die Planungs- und Bau-, sondern die Gesamtkosten

einer Maßnahme inklusive aller Betriebskosten fokussieren [Gir-10, S. 97], [Krö-10,

S. 16 f.].

Deshalb rücken neue Projektorganisationsformen zunehmend in den Vordergrund,

die häufig unter dem Begriff Partnering angesiedelt werden. Als Partnering wird

nach der Definition des European Construction Institute (ECI) ein Management-

Ansatz verstanden, der

gemeinsame Zielvereinbarungen

bestmögliche Effektivität

gemeinsames Streben nach kontinuierlicher Verbesserung und

wirtschaftlichen Erfolg aller Beteiligten

in einer auf Konfliktvermeidung abzielenden Projektabwicklung kombiniert [Rac-06,

S. 3 f.]. Vor allem im englischsprachigen Markt erfährt die Partnering-Methode

gerade zunehmende Verbreitung, aber auch deutsche Bauunternehmen sind sich

dem Trend zu neuen Kooperationsformen inzwischen bewusst [Rac-11, S. 1].


13

Alternative Projektorganisationsformen

Konkrete Projektorganisationsformen, die dieser Partnering-Vision entsprechen,

sind z. B. Construction Management-Abwicklungsmodelle. Beim Construction Ma-

nagement hat ein vom Bauherrn gewählter Construction Manager die Aufgabe, in

der Konzeptphase als Berater des Bauherrn zu fungieren. Gemeinsam werden

bestmögliche Bauvarianten und Alternativen entwickelt sowie Kostenein-

schätzungen getroffen. Diese fokussieren sowohl die Bau- als auch die Nutzungs-

phase, um im Sinne eines lebenszyklusorientierten Ansatzes die für den Bauherrn

beste Gesamtlösung zu entwickeln. Häufig wird das Construction Management

dabei um die Variante mit Bauvertrag ergänzt [Gir-11, S. 3 f.]. Der Construction

Manager übernimmt hier zusätzlich die Projektsteuerung sowie optional die ge-

samte Bauausführung. Meist wird dabei im Sinne der Partnering-Vision ein Pau-

schalvertrag mit garantiertem Maximalpreis (GMP) abgeschlossen, das heißt die

Gesamtkosten für den Bauherrn sind gedeckelt und lediglich nach unten

veränderbar [Gra-01 S. 97 ff.]. Eventuelle Einsparungen im Vergleich zur Planung

werden zwischen den Vertragsparteien aufgeteilt [Bau-07, S. 44].

Noch einen Schritt weiter geht in diesem Zusammenhang das Systemanbieter-

Konzept. Hier werden nicht nur die Planungs- und Betriebsphase betrachtet,

sondern das gesamte Lebenszyklus-Management von baulichen Anlagen von der

Konzeptphase bis zum Rückbau bzw. zumindest von der Vergabe- bis in die

Nutzungsphase. Planung, Ausführung und Bewirtschaftung kommen dabei „aus

einer Hand”. Kosten-, Termin- und Funktionsgarantien werden vertraglich verein-

bart. Daher ist der Anreiz groß, während der Bauphase hochwertige Werkstoffe zu

verwenden und bestmögliche Qualität abzuliefern – denn das zahlt sich in der sehr

viel längeren Nutzungsphase in geringeren Wartungs- und Instandsetzungskosten

aus. In Verbindung mit einer verbesserten Koordination und Kommunikation führt

das Systemanbieter-Konzept in der Regel zu geringeren Lebenszykluskosten und

verbesserter Einhaltung der geplanten Bauzeiten [Ega-98, S. 9], [Gir-11, S. 7 ff.],

[Los-09, S. 100].

Auch in Deutschland wird derzeit die Aufhebung der klassischen Trennung

zwischen Planung und Ausführung sowie Bau, Betrieb und Erhalt vorangetrieben

[Gir-10, S. 1]. Von sogenannten Design-Build-Projekten werden effektivere Baupro-

zesse und ein kooperativeres Handeln erwartet. Nach englischem Vorbild kommen

daher auch in Deutschland verstärkt Public Private Partnership (PPP)-Modelle zum


14

Zug [Bau-09, F. 30], [Fab-02, S. 117], [Los-09, S. 94]. Hier handelt es sich um

spezielle Bauverträge zwischen privater und öffentlicher Hand. Es existieren

verschiedene Ausprägungen. Ein populäres Beispiel sind Betreibermodelle: hier

baut und finanziert ein Unternehmen oder eine Arbeitsgemeinschaft (ARGE) ein

Bauwerk und bewirtschaftet dieses über einen gewissen Zeitraum. Häufig werden

diese Betreibermodelle bei Gewerbe- und Bürobauten sowie im Straßen- und

Brückenbau eingesetzt. Die Refinanzierung der Baumaßnahme erfolgt, indem beim

Nutzer Gebühren erhoben werden, z. B. in Form einer Maut. Häufig beläuft sich die

Vertragslaufzeit auf 20 bis 30 Jahre [Alt-09, S. 166]. Dementsprechend ist auch bei

dieser Vertragsform der Anreiz bei Bauunternehmen groß, während der Planungs-

und Bauphase bestmögliche Qualität abzuliefern, um in der deutlich längeren

Nutzungsphase kostspielige Instandsetzungs- und Wartungsarbeiten zu mini-

mieren [Pfn-09, S. 7], [Gra-08, S. 39]. Zudem sind kürze Bauzeiten zu erwarten, da

die Betreiber möglichst rasch Einnahmen generieren wollen. Nach einer Erhebung

der RWTH Aachen sehen alle befragten Bauunternehmen Partnerschaftsmodelle

als einen Stellhebel, die Projektabwicklung hinsichtlich Qualität, Termin- und

Kostentreue zu optimieren [Los-09, S. 102]. Zum jetzigen Zeitpunkt muss dennoch

konstatiert werden, dass derartige Projekte immer noch eher Ausnahme als die

Regel sind.

Fazit hinsichtlich aktueller Trends in der Baubranche

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass aufgrund komplexer werdender

Bauwerke und der Erkenntnis, wie bedeutend eine fundierte Planung für eine kos-

tengünstige Bauausführung und -nutzung ist, der Planung eine immer wichtigere

Rolle zukommen wird. Neben dem Trend zur Digitalisierung des Bauwesens wird

zudem eine nachhaltige und lebenszyklusorientierte Sichtweise auf Baumaß-

nahmen bedeutender.

Das wiederum bedingt in Zukunft einen höheren Aufwand beim Erbauer und

Betreiber einer Baumaßnahme, da die gesamte Projektsteuerung von der Planung

über den Bau bis zum Betrieb durchgängig koordiniert werden muss. Die in den

vergangenen Jahren stark gestiegene Arbeitsteiligkeit führt dabei zu einer Fülle an

Projektbeteiligten, während steigende Anforderungen hinsichtlich der Qualitäts-

dokumentation und Nachweispflicht eine Flut an Daten erzeugen. Eine große

Herausforderung wird es sein, diese in nachvollziehbare Informationen zu transfor-

mieren.


15

1.3 Handlungsbedarf bei der Verwaltung von Bauprojekt-

daten

In einem Bauprojekt mit einem Gesamtvolumen von 100 Millionen Euro entstehen

heute etwa 150.000 Dokumente die angefertigt, bearbeitet und verteilt werden

müssen [Fab-02, S. 93]. Eine wesentliche Aufgabe ist dabei, die Informationen

projektphasenübergreifend verfügbar zu machen, um die Kommunikation und

Abstimmung aller Beteiligten möglichst effektiv zu gestalten. Nach Berechnungen

von Lindner sind etwa 20 % der Baufehler auf einen falschen Planindex auf der

Baustelle zurückzuführen [Lin-90, S. 309]. Das bedeutet, dass an sich korrekt

geplante Elemente häufig falsch gebaut werden, weil die Kommunikation bzw. die

Verteilung und der Zugang zu aktuellen Informationen unzureichend ist. Eine zu

Beginn des Jahres 2010 veröffentlichte Studie belegt diese These. BauInfoConsult

befragte 180 Architekten, Bauunternehmer und Installateure, wie unnötige Fehler-

kosten am Bau bereits im Vorfeld beseitigt werden könnten. Nach Ansicht der

befragten Bauunternehmer liegt der Schlüssel in einer besseren Abstimmung

zwischen Planer, ausführenden Unternehmen und Auftraggeber. Auf die Frage

nach Möglichkeiten zur Eindämmung von jährlich ca. 19,2 Milliarden Euro Fehler-

kosten war die Verbesserung der Kommunikation und Abstimmung der mit Ab-

stand am häufigsten genannte Faktor [Bau-10]. Aufgrund der hohen Arbeitsteilig-

keit von Bauprozessen stellt das jedoch eine große Herausforderung dar. Hinzu

kommt, dass Bauprojekte zunehmend komplexer und über international verteilte

Standorte hinweg abgewickelt werden. Überdies steigt die Menge an zu verarbei-

tenden Daten und Informationen stetig.

Untersuchungen im EU-Projekt Roadcon stützen diese Ansichten. Aufgabe von

Roadcon war es, den zukünftigen Forschungs- und Entwicklungsbedarf im Bereich

der Informationstechnologie im Bauwesen aufzudecken. Eine der größten Heraus-

forderungen stellte demnach ein durchgängiger Informationsfluss über den Le-

benszyklus von Baumaßnahmen auf Basis einer geeigneten IT4-Plattform dar [Reg-

06]. Fiatech, eine US-amerikanische Organisation innovativer Unternehmen aus

unterschiedlichsten Branchen mit dem Ziel, neue Technologien gezielt in den

Markt zu treiben, sieht die Problematik ähnlich. Das Fehlen einer integrierten,

4 Informationstechnik


16

lebenszyklusorientierten Datenmanagement-Lösung ist in deren Augen eines der

Kernprobleme der Bauindustrie [She-10]. Denn so hochwertig und genau Infor-

mationen auch erstellt wurden, ohne deren Verfügbarkeit zur richtigen Zeit an der

richtigen Stelle sind diese wertlos.

Forschungslücke

Diese Ausführungen verdeutlichen, dass dem systematischen Management von

Bauprojektdaten in Zukunft eine Schlüsselrolle zukommen wird. Eine zentrale,

modellbasierte Datenablage, die alle für ein Objekt relevanten Informationen in

übersichtlicher Form mit dem digitalen 3D-Modell verknüpft bietet die Chance, alle

Projektbeteiligten gleichermaßen umfassend zu informieren. Dabei sind Lösungen

erforderlich, die eine durchgängige Datenverwaltung über den gesamten Lebens-

zyklus einer Baumaßnahme erlauben. Heute existieren jedoch lediglich bauspe-

zifische EDV5-Lösungen für das Datenmanagement bestimmter Projektphasen

[Bre-01, S. 28] (vgl. hierzu Abschnitt 2.5).

Für die Verwaltung von Bauprojektdaten fehlt demnach ein System, dass die

Fähigkeit besitzt, den gesamten Lebenszyklus einer Baumaßnahme objektorientiert

und auf Basis von 3D-Baustellenmodellen abzubilden. Ein derartiges System

gestattet es, den einzelnen Bauobjekten über den gesamten Bauwerkslebens-

zyklus alle relevanten Projektinformationen zuzuordnen und stellt somit eine nach-

vollziehbare Dokumentation für den Betrieb und das Erhaltungsmanagement

bereit. In genau diesem Bereich besteht eine wissenschaftlich-technische For-

schungslücke.

1.4 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit

Ziel dieser Arbeit ist deshalb die Entwicklung eines modellbasierten, durchgäng-

igen und objektorientierten Datenmanagement-Konzepts, das den gesamten

Lebenszyklus einer Baumaßnahme fokussiert. Da im Straßen- und Brückenbau

zukünftig hoher Investitionsbedarf besteht und zudem erwartet wird, dass verstärkt

Design-Build-Vorhaben zum Einsatz kommen, eignen sich diese beiden Bereiche

in besonderem Maße als Eingrenzung des Untersuchungsobjektes. Obwohl auch

Tunnel ein Bestandteil der Trasse sind, sollen sie aufgrund der geringeren

5 Elektronische Datenverarbeitung


17

Verbreitung nicht betrachtet werden. Zudem werden integrierte Kosten- und

Kalkulationsansätze in dieser Arbeit nur am Rande untersucht.

Die Methodik der Arbeit stützt sich neben der Analyse von Literatur vor allem auf

Interviews und Workshops mit Vertretern aus Forschung und Industrie. Es konnte

dabei auf das äußerst breit gefächerte Industriekonsortium des Bayerischen For-

schungsverbundes „Virtuelle Baustelle“ (ForBAU) zurückgegriffen werden. Auf die-

ser Basis wurden die Anforderungen an ein lebenszyklusorientiertes Datenma-

nagement-System für den Straßen- und Brückenbau abgeleitet. Diese dienten im

weiteren Verlauf der Konzeption und schließlich Umsetzung eines entsprechenden

Datenmanagement-Ansatzes. Dabei sollten bewusst auch Ansätze aus anderen

Branchen, wie z. B. der Fertigungs- und Automobilindustrie aufgegriffen werden.

Die Struktur der Arbeit gliedert sich folglich wie in Abbildung 1-8 dargestellt.

Abbildung 1-8: Struktur und Aufbau der Arbeit

Die Kapitel 1 bis 3 verschaffen dem Leser einen Überblick über die Grundlagen der

Bauprojektdatenverwaltung. Zunächst wird die Bedeutung der Bauindustrie auf-

gezeigt und aktuelle Branchentrends herausgearbeitet. Daraus leitet sich der

Handlungsbedarf bzw. die konkrete Forschungslücke ab. Ziel dieser Arbeit ist die

Kapitel 5

Umsetzung eines modellbasierten, lebenszyklusorientierten

Datenmanagement-Systems für Straßen- und Brückenbauprojekte

Kapitel 6

Zukünftige Bedeutung einer strukturierten Bauprojektdatenverwaltung

«Grundlagen»

Kapitel 1

Die Bedeutung der Bauindustrie und aktuelle Branchentrends

Kapitel 3

Überblick über die Abläufe und Ak-

teure im Straßen- und Brückenbau

Kapitel 2

Überblick und Grundlagen zum

Datenmanagement in Bauprojekten

Kapitel 4

Konzeption eines modellbasierten, lebenszyklusorientierten Daten-

management-Ansatzes für Straßen- und Brückenbauprojekte«Konzeptentwicklung»

«Umsetzung»

«Fazit und Ausblick»


18

Entwicklung eines durchgängig modellbasierten Datenmanagement-Konzepts, das

den gesamten Lebenszyklus von Straßen- und Brückenbaumaßnahmen fokussiert.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines durchgängig modellbasierten Daten-

management-Konzepts über den gesamten Lebenszyklus von Straßen- und

Brückenbaumaßnahmen. Kapitel 2 informiert den Leser über die Möglichkeiten

und Instrumente der Verwaltung von Bauprojektdaten, während Kapitel 3 die im

Straßen- und Brückenbau beteiligten Akteure benennt und deren Aufgaben-

bereiche erörtert. Das vierte Kapitel stellt ein Konzept eines lebenszyklus-

orientierten Datenmanagement-Ansatzes für den Straßen- und Brückenbau vor,

das im fünften Kapitel umgesetzt wird. Im abschließenden sechsten Kapitel wird

die Arbeit einer kritischen Wertung unterzogen. Ein Ausblick auf die zukünftige

Bedeutung einer strukturierten Bauprojektdatenverwaltung rundet die Arbeit ab.

2 Überblick und Grundlagen zum Datenmanagement in Bauprojekten

19

2 Überblick und Grundlagen zum


2.1 Verwaltung von Bauprojektdaten bei staatlichen

Einrichtungen und in der Industrie

Die Baubranche hat in den letzten Jahren erkannt, dass rechnergestützte Werk-

zeuge bei der Kommunikation und der Verteilung von Informationen ein wesent-

licher Baustein sind. So werden z. B. Baupläne oder Fotos von der Baustelle heute

überwiegend per E-Mail zwischen den Projektbeteiligten ausgetauscht. Auf

schnellstem Weg können so verschiedene Akteure über aktuelle Datensätze

informiert werden. Heikel ist dabei jedoch die Form der Informationsweitergabe, da

sie unstrukturiert erfolgt. Per E-Mail versendete Daten können beliebig weiter

verteilt werden und es ist nur schwer feststellbar, ob wirklich alle wesentlichen

Akteure gleichermaßen umfassend informiert wurden. Überdies liegt beim

Empfänger typischerweise keine verbindliche Version einer gesendeten Datei vor,

sondern mehrere Dateien mit unterschiedlichen Bearbeitungsständen. Das führt zu

einer Vielzahl an redundanten Datensätzen, die auf verschiedenen Computern

einer Arbeitsgruppe abgespeichert sind. Demzufolge liegen häufig veraltete Plan-

stände auf Baustellen vor (vgl. Abschnitt 1.3). Dadurch wird „falsch“ gebaut und im

Nachgang aufwändig nachgebessert [Gün-11b, S. 118].

Aufgrund dieser Problematik werden in den verschiedenen Projektbearbeitungs-

phasen zunehmend Datenmanagement-Systeme eingesetzt. Sie verwalten digitale

Informationen konsistent an nur einer einzigen, zentralen Stelle. Allen Projektbetei-

ligten steht somit stets ein aktueller und verbindlicher Stand zur Verfügung.

Aufgrund der jahrelang gesetzlich geregelten Trennung von Bauplanung, -aus-

führung und Betrieb (vgl. Abschnitt 1.1) existieren jedoch bisher keine durch-

gängigen EDV-Verwaltungssysteme (vgl. hierzu auch Abschnitt 1.3 und 2.5), die

speziell auf die Anforderungen der Baubranche zugeschnitten sind. Zudem hat

sich eine modellbasierte Projektabwicklung gerade im Straßen und Brückenbau

bislang noch nicht durchsetzen können.


20

2.1.1 Projektmanagement-Systeme

Projektmanagement-Systeme (PMS) erlauben eine rechnergestützte Planung und

Steuerung von Projekten6. Der Projektablauf wird dabei in Form von Balkenplänen

(Gantt-Diagramme) dargestellt. Abhängigkeiten zwischen bestimmten Vorgängen

werden ebenso abgebildet werden wie Meilensteine oder Ressourcen, die für

einen Vorgang erforderlich sind [Mit-06, S. 95 ff]. Zudem sind kritische Pfade7

übersichtlich visualisiert. Darüber hinaus ist es möglich, einzelnen Vorgängen Fort-

schrittsinformationen zu hinterlegen. Das wiederum erlaubt ein Controlling des

Projektes. Abbildung 2-1 zeigt einen Screenshot8 des in der Baubranche weit

verbreiteten Projektmanagement-Werkzeugs Oracle Primavera.

Abbildung 2-1: Screenshot des Projektmangement-Systems Oracle Primavera [Ora-11]

Im Gegensatz zu Single-PMS, die lokal an einem Rechnerarbeitsplatz installiert

sind, erlauben Multi-PMS einen gemeinsamen Zugriff auf die Projektdaten. Das be-

6 Inhalte dieses Abschnittes wurden im Rahmen der Studienarbeit [Fml-11b] untersucht

7 Im Projektmanagement wird der längste Weg innerhalb aller möglichen Einzelprozesse eines Projekts als kritischer Pfad bezeichnet.

8 gespeicherte Grafik des Bildschirminhalts


21

deutet, dass Projektbeteiligte per Netzwerkverbindung auf einen Server zugreifen,

der aktuelle Projektinformationen zentral bereitstellt [Mol-09, S. 37]. Es existieren

sogar Web-Architekturen, die ohne Client9-Installation und folglich unabhängig

vom Betriebssystem einsetzbar sind. Diese eignen sich daher vor allem für die

unternehmensübergreifende Zusammenarbeit [Dun-08, S. 41 ff].

Enterprise-PMS bieten im Vergleich zu Multi-PMS zusätzliche Funktionen hinsicht-

lich Budgetierung und Portfolioplanung [Vog-06, S. 3], während leistungsorientierte

PMS darüber hinaus Projektvergleiche über spezielle Analysemethoden gestatten

[Ahl-07, S. 19]. Dabei sind am Markt auch PMS verfügbar, die spezielle Anforder-

ungen der Baubranche berücksichtigen.

PMS erlauben folglich eine rechnergestützte Planung und Kontrolle der Bauab-

läufe, verwalten aber nicht deren Inhalte. Für eine zentrale Verwaltung sämtlicher

Projektdaten und -dokumente kommen sie daher nicht in Frage. Erste Hersteller

bieten deshalb sogenannte wissensorientierte PMS an, die Enterprise-PMS- um

Dokumentenmanagement-Funktionalitäten (vgl. hierzu Abschnitt 2.1.2) ergänzen

[Ahl-07, S. 20].

2.1.2 Dokumentenmanagement-Systeme (DMS)

Dokumentenmanagement-Systeme (DMS) unterstützen die systematische Archi-

vierung von Dokumenten während der Bauplanung und -ausführung. Im Bauwesen

existieren prinzipiell zwei verschiedene Ausprägungen. Sogenannte Enterprise

Content Management (ECM)-Systeme verwalten digitale Dokumente innerhalb

eines Unternehmens, während virtuelle Projekträume zum unternehmensübergrei-

fenden Austausch von Dokumenten eingesetzt werden [Gün-11b, S. 126].

Enterprise Content Management (ECM)-Systeme

ECM-Systeme sind das unternehmensinterne Informationsarchiv und damit die

zentrale Wissensbasis modern geführter Unternehmen. Sämtliche Dokumente von

der Unternehmenspräsentation über Besprechungsprotokolle bis zur Rechnung

werden in ECM-Systemen an einer zentralen Stelle digital vorgehalten. Für papier-

basierte Dokumente existieren spezielle Schnittstellen, die den Scanvorgang zur

9 Eine Client-Anwendung ist eine Software, die Daten von einem zentralen Server anfordert.


22

digitalen Archivierung erleichtern. Sämtliche Dokumente existieren daher nur ein

einziges Mal in einer konsistenten, gültigen Version.

Von entscheidender Bedeutung für die Organisation der Dokumente ist eine

datenbankgestützte Ablagesystematik. Das bedeutet, dass bei der Ablage eines

Dokumentes auf einem geschützten Serverlaufwerk zusätzlich ein Eintrag in einer

Datenbank vorgenommen wird. Dadurch können Dokumente mit beschreibenden

Informationen (Metadaten) versehen oder Zugriffsrechte benutzerspezifisch ange-

passt werden (Abbildung 2-2).

Abbildung 2-2: Aufbau und Funktionsweise von Dokumentenmanagement-Systemen (eigene

Darstellung nach [Bor-09])

Verschlagwortungen10 und weitere Metadaten eines Dokuments wie beispielsweise

Ersteller, Dokumenttyp oder Dokumentstatus sind in der Datenbank in Form von

Tabellen abgelegt. Ein Verweis auf das Ablagelaufwerk, den -pfad und den Datei-

namen stellen die Verknüpfung zwischen beschreibenden Informationen und der

eigentlichen Datei her (relationale Datenbank). Dem Benutzer bleibt die physische

Trennung der Daten verborgen. In der ECM-Oberfläche werden sowohl die eigent-

liche Datei als auch zugehörige Metadaten angezeigt. Der Zugriff auf die Inhalte

des ECM-Systems erfolgt dabei überwiegend über eine Client-Software, die an

10 Vergabe von repräsentativen Schlagwörtern zur Beschreibung des Inhalts von Dokumenten

Datenbank Dateiablage

Dokumentenmanagement-System

Benutzer Rechte

DatensatzMasken

Workflows ...

Text

Plan

GIF

CAD

DOC

XLS

...

Product

Development

Reqmt

Planning

Product

Concept

Product

Definition

Product

Introduction

Product

Support


23

jedem Arbeitsplatz des Unternehmens installiert ist (Rich-Client). Alternativ bieten

viele Systeme auch die Möglichkeit, über einen webbasierten Thin-Client auf die

Dokumente zuzugreifen. Während dieser vormalig nur eingeschränkte Funktional-

ität bot, werden bei modernen ECM-Systemen heute nahezu alle Funktionalitäten

unterstützt. Der webbasierte Client hat den Vorteil, dass aktuelle Informationen

ohne eine vorherige Client-Installation von jedem internetfähigen Gerät ortsunab-

hängig eingesehen werden können. Mittlerweile existieren darüber hinaus spezielle

Client-Softwarelösungen für Smartphones und Tablet-Computer.

Abbildung 2-3: Thin-Client des Dokumentenmanagement-Systems DocuWare;

links: Web-Client im Microsoft Internet Explorer [Doc-11]; unten rechts: Client-Software für

Apple iPhone und iPad [Erg-11]

Um zu verhindern, dass jeder Mitarbeiter des Unternehmens sowohl Schreib- als

auch Lesezugriff auf das gesamte Archiv hat, erfolgt über die Datenbank eine Zu-

griffsregelung. Der Zugang zu den ECM-Informationen erfolgt per Client-An-

meldung mit einem persönlichen Benutzernamen und Kennwort. Dabei wird in der

Datenbank geprüft, welche Rollen der Mitarbeiter in den verschiedenen Arbeits-

gruppen besitzt. Dementsprechend greifen dann persönliche Berechtigungen und

der Nutzer darf nur bestimmte Inhalte sehen oder verändern.


24

Die besonderen Vorteile des ECM-Einsatzes zeigen sich im schnellen Zugriff auf

Informationen. Die datenbankgestützte Verwaltung erlaubt es nämlich, Dokumente

über deren beschreibende Merkmale zu suchen. In der Suchmaske können daher

Kriterien wie

Zeitraum der Erstellung

Zugehörigkeit zur Arbeitsgruppe

Projektzugehörigkeit oder

Dokumenttyp und -status

definiert werden. Alle Dokumente des Unternehmens, auf die entsprechende Such-

kriterien zutreffen, werden in Form einer Liste aufgeführt – vorausgesetzt der

Nutzer hat das Recht, die Metadaten des entsprechenden Dokuments ansehen zu

dürfen. Die Folge ist eine drastische Reduzierung der Suchzeiten für Dokumente

(vgl. hierzu auch Abschnitt 2.3).

Sollen Dokumente nicht nur angesehen, sondern auch bearbeitet werden, erfolgt

ein sogenannter System-Check-Out. Das bedeutet, dass ein Datensatz zur

Änderung entnommen und damit für alle anderen Benutzer zur Bearbeitung ge-

sperrt wird. Dadurch wird verhindert, dass ein Dokument von mehreren Personen

gleichzeitig modifiziert werden kann. Alle Daten bleiben somit konsistent. Ist die

Bearbeitung abgeschlossen, so wird das Dokument wieder in die ECM-Umgebung

zurückgespeichert (Check-In). Häufig sind die Systeme dabei so konfiguriert, dass

das ursprüngliche Dokument nicht überschrieben, sondern automatisch eine neue

Version erzeugt wird. So kann bei unbeabsichtigtem Speichern von Änderungen

stets auf ältere Versionen zurückgegriffen werden. Zudem bleibt die Dokument-

historie erhalten. Änderer und Änderungszeitpunkt werden dabei von der ECM-

Umgebung gespeichert und können später lückenlos nachvollzogen werden.

Zur Steigerung der Benutzerfreundlichkeit existieren zahlreiche ECM-Integrationen

zu Autorensystemen. Das bedeutet, dass E-Mails oder Office-Dokumente mit Hilfe

eines Plugins11 direkt aus dem Erzeugersystem in die ECM-Plattform importiert

werden können. Ein lokales Zwischenspeichern und der manuelle ECM-Import –

11 ein Plugin ist ein Zusatzmodul für ein Softwareprodukt, das dessen Funktionalität erweitert


25

zumeist per Drag & Drop12 – kann hierbei entfallen. Auch für die gemeinsame Ver-

waltung von digitalen Dokumenten und papierbasierten Akten existieren bereits

Lösungen13. Obwohl bauspezifische ECM-Systeme am Markt verfügbar sind14, ist

eine Anbindung an CAD-Systeme nur selten erhältlich15, da ECM-Systeme im

Allgemeinen wenig technisch orientiert sind. Die Abbildung von externen Re-

ferenzen, also CAD-Modellen die aus mehreren, miteinander verknüpften Dateien

bestehen, wird nicht unterstützt (vgl. hierzu auch Abschnitt 2.1.3). Viele Bau-

unternehmen und Planungsbüros speichern ihre CAD-Daten deshalb nicht im

ECM-System, sondern auf gewöhnlichen Serverlaufwerken mit definierten Ordner-

strukturen ab. Ein strukturiertes Versions-, Zugriffs- und Änderungsmanagement

ist dadurch im CAD-Bereich nicht möglich. Aus Sorge, Daten unbeabsichtigt zu

schädigen, werden daher in der Praxis zahlreiche lokale Kopien von CAD-Dateien

vorgehalten.

Neben reinen Dokumentenmanagement-Funktionen unterstützen moderne ECM-

Systeme auch die Abbildung von Geschäftsprozessen, wie z. B. elektronische

Rechnungsfreigaben (Workflow-Management). Dadurch wird der Reifegrad eines

Dokumentes, z. B. in Bearbeitung oder freigegeben direkt ersichtlich. Ein inte-

grierter Viewer16 ermöglicht darüber hinaus eine schnelle Vorschau, ohne dass

Dokumente explizit geöffnet werden müssen. Diese Funktion ist insbesondere für

die Ansicht von Dateien aus Anwendungen wichtig, die nur an wenigen Arbeits-

plätzen installiert sind.

ECM-Systeme besitzen ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit. Sie werden des-

halb in nahezu allen Branchen für unterschiedlichste Geschäftsprozesse einge-

setzt. Da ECM-Systeme jedoch für den unternehmensinternen Einsatz entwickelt

wurden, in denen sich die elektronischen Abläufe nur selten ändern, ist eine

12 Drag & Drop ist eine Bedienfunktion eines Betriebssystems, bei dem Objekte per Mausklick markiert und bei gedrückter Maustaste innerhalb der grafischen Oberfläche verschoben werden können.

13 z. B. Thax Findentity

14 z. B. Bentley ProjectWise, BRZ DMS, ProductDossier TouchBase-PLM for the Construction In-dustry, Rambøll SMART, Stratos Bau

15 Ausnahmen sind z. B. Cadac Organice SharePoint for Construction Companies, BlueCielo Iman-drA / Projectforce

16 Ein Viewer stellt die Inhalte digitaler Dateien unterschiedlichster Formate dar.


26

schnelle Anpassungsfähigkeit im Allgemeinen kein Entwicklungsschwerpunkt.

Folglich ist der Customizing-Aufwand, also die kundenspezifische Anpassung des

Serienproduktes, sehr hoch. Ein weiterer Nachteil von ECM-Lösungen im Bauwe-

sen ist, dass weder Objekte noch Bauelemente in ihrer hierarchischen Produkt-

struktur vom System abgebildet werden können. Im Mittelpunkt steht lediglich das

Management von Dokumenten. ECM-Systeme werden heute sowohl in Planungs-

büros als auch in bauausführenden Firmen als unternehmensinterne Dokumenten-

verwaltung eingesetzt.

Virtuelle Projekträume

Virtuelle Projekträume sind internetbasierte Plattformen, die hinsichtlich Funktion

und Aufbau ECM-Systemen gleichen. Sie basieren ebenfalls auf einer intelligenten

Verknüpfung von Datenbank und Dateiablage, unterstützen jedoch die projekt-

bezogene, unternehmensübergreifende Zusammenarbeit (Abbildung 2-4) [Stu-07],

[Mer-06, S. 42 ff.]. Im Gegensatz zu ECM-Systemen müssen bei Projekträumen

daher häufiger projektspezifische Anpassungen vorgenommen werden. Sie sind

deshalb in der Regel so konzipiert, dass die Customizing-Arbeiten deutlich weniger

aufwändig sind.

Die zeitlich begrenzte Projektarbeit in Baumaßnahmen ist auch der Grund, weshalb

Virtuelle Projekträume im Gegensatz zu ECM-Lösungen keinen Rich-Client be-

sitzen. Der Zugriff auf die Projektdokumente erfolgt ausschließlich über einen

Internet-Browser, um eine Software-Installation bei sämtlichen Projektbeteiligten

zu vermeiden. Auch die serverseitige Implementierung unterscheidet sich

grundlegend: ECM-Systeme werden direkt von einem Unternehmen finanziert,

betrieben und unterhalten, während Projekträume üblicherweise nach dem

Application Service Providing (ASP)-Modell betrieben werden. Der ASP stellt dabei

als Besitzer und Betreiber die Funktionalität sicher [Lin-03, S. 18 ff.]. Alle Projekt-

beteiligten zahlen eine vorab vertraglich vereinbarte Nutzungsgebühr, abhängig

z. B. von belegtem Speicherplatz, Nutzeranzahl, Transaktionsanzahl oder Vergabe-

anteil an der Bausumme [Fül-05, S. 2].

Für die Bauindustrie existieren branchenspezifische Projektraum-Lösungen, die

neben Rechte-, Dokumenten- und Workflow-Management über Module in den

Bereichen

Aufgaben- und Kalendermanagement


27

SMS-, E-Mail- und Fax-Integration

Repro-Service (Planbestellung via Internet)

Mängelmanagement

Digitales Bautagebuch

Ausschreibung und Vergabe

verfügen (Abbildung 2-4) [Gün-11b, S. 129].

Abbildung 2-4: Nutzer und Aufgaben eines virtuellen Projektraums (eigene Darstellung nach

[Stu-07])

Virtuelle Projekträume werden heute vor allem in umfangreichen Baumaßnahmen

für die unternehmensübergreifende Projektdatenverwaltung eingesetzt. Der wirt-

schaftliche Nutzen ist unbestritten [Mül-03, S. 28], [Khe-09], [Ste-08a, S. 18 ff.].

Argumente gegen einen Einsatz sind oft psychologischer Natur („Angst vor Verän-

derungen“ [Pit-11, S. 729 ff.]) und unzureichende Benutzerfreundlichkeit. Projekt-

raum-Anbieter wie z. B. Autodesk, baulogis oder conject haben diese Anforder-

ungen jedoch inzwischen erkannt und es ist zu erwarten, dass virtuelle Pro-

jekträume zukünftig noch häufiger zum Einsatz kommen werden [Hal-08, S. 125],

[Pit-11, S. 733]. Wie ECM-Plattformen basieren jedoch auch virtuelle Projekträume

auf einem Dokumentenmanagement-Ansatz. Daher ist es auch hier nicht möglich,

hierarchische Produktstrukturen des Bauvorhabens objektorientiert abzubilden.

Planer

Baufirmen

Subunternehmen

ReprografiePrüfer

Bauherr

Behörden

Planmanagement

Planfreigabe

Dokumentenmanagement

Berichtswesen

Bautagebuch

Mängelmanagement


28

2.1.3 Produktdatenmanagement (PDM)-Systeme

Um wirtschaftlich erfolgreicher am Markt zu agieren, ist die Frequenz von Produkt-

neuentwicklungen und -überarbeitungen in den vergangenen 20 Jahren enorm

gestiegen. In vielen Bereichen der Fertigungsindustrie wurden die Entwicklungs-

zeiten mehr als halbiert. Dies erforderte neue Methoden und Vorgehensweisen bei

der Entwicklung komplexer Produkte. Mit Hilfe eines Product Lifecycle Manage-

ment17 (PLM)-Ansatzes versuchten Unternehmen, diesen neuen Herausforder-

ungen zu begegnen. PLM ist dabei als ein strategisches Konzept für das Manage-

ment industrieller Produktentstehung über den gesamten Produktlebenszyklus zu

verstehen [Sen-09, S. 2 u. 24], [Her-10, S. 200], [Arn-05, S. 13]. Das Konzept um-

fasst sowohl den Einsatz von IT-Systemen und Methoden als auch die Entwicklung

effizienter Geschäftsprozesse und Organisationsstrukturen.

Abbildung 2-5: Produkt- und Prozessmodell eines ganzheitlichen PLM-Konzeptes (eigene

Darstellung nach [Arn-05, S. 30]

Wesentlicher Aspekt von PLM ist die gezielte Bereitstellung und Nutzung des im

Unternehmen vorhandenen Wissens, um bessere Kontrolle über die Entstehung

von Produkten zu erlangen, vor allem aber den gesamten Produkt-Entsteh-

ungsprozess zu beschleunigen [Boc-05, S. 13], [Fel-08, S. 3 ff.]. Eine wirkungsvolle

17 zu Deutsch: Produktlebenszyklus-Management

in Bear-beitung

in Prüfung

freige-geben

Objekt

Element 1

Element 2

…Dokumen-

tationen

Verträge

Anforderungen

Protokolle

Bilder

etc.Produktmodell

Prozessmodell

3D-Modelle &

Zeichnungen


29

PLM-Strategie ermöglicht dabei Produktivitäts- und Effizienzsprünge von bis zu

30 % [Sta-05, S. 2].

Den Kern einer Product Lifecycle Management-Strategie bilden Produktdaten-

management (PDM)-Systeme, die als zentrales Informationssystem für technische

Daten und Dokumente fungieren. Ursprünglich aus der elektronischen Zeichnungs-

verwaltung entstanden, verwalten sie heute alle Produktinformationen von der

ersten Idee über 3D-CAD-Modelle und Zeichnungen bis hin zu Fertigungs- und

Wartungsinformationen auf einer zentralen Datenplattform (vgl. Abbildung 2-5).

PDM-Systeme können als eine Weiterentwicklung von ECM-Systemen betrachtet

werden, die spezielle Fähigkeiten im Umgang mit Engineering-Daten besitzen

[Fis-99, S. 45], [Son-07, S. 25]. Im Vergleich zu ECM-Systemen organisieren sie

zusätzlich Bauteile und deren hierarchischen Aufbau in einem Gesamtprodukt.

Abbildung 2-6: Struktur von PDM-Systemen

Datei

Dokument Dokumentmerkmale

Datei

Legende

Metadaten

unstrukturierte Daten

Projekt Projektmerkmale

Bauteil Bauteilmerkmale

Dokument Dokumentmerkmale

Baugruppe Baugruppenmerkmale


30

Ein Bauteil besteht dabei aus einem Datencontainer mit einer eindeutigen Nummer

und beschreibenden Daten wie Artikel- oder Materialnummer, Werkstoff und wei-

teren produktspezifischen Merkmalen. In dem Datencontainer befinden sich Ver-

knüpfungen zu allen für das Bauteil relevanten Dokumenten, z. B. zum 3D-Modell,

zur Zeichnung oder zu qualitätsrelevanten Dokumenten und Fotos [Gün-11b,

S. 130]. Vordefinierte Kataloge erlauben dabei eine standardisierte Bauteilbe-

zeichnung und -beschreibung.

Die hierarchische Organisationsstruktur von PDM-Systemen ist demnach in Pro-

jekte, Baugruppen, Bauteile und Dokumente gegliedert (vgl. Abbildung 2-6). In

Einzelfällen können Dokumente auch direkt einem Projekt zugeordnet werden,

z. B. bei der Ablage einer Telefonliste.

Abbildung 2-7: CAD-Baugruppe Rad, bestehend aus den Einzelbauteilen Felge und Reifen

PDM-Systeme gestatten folglich ein modellbasiertes Lebenszyklus-Management

von Produkten. Die Produktstruktur mit ihren einzelnen Bauteilen und Abhängigkei-

ten muss dabei nicht manuell in der PDM-Umgebung erzeugt werden, sondern

Rad

Felge

Reifen

» Konzentrische Anordnung von Reifen und Felge

» Berührung bestimmter Flächen von Reifenman-

tel und Felgeninnenseite.

Baugruppe

Bauteil

Legende

Information


31

kann direkt aus dem CAD-System übernommen werden. Hierfür existieren Plugins

für zahlreiche CAD-Lösungen. Über Schnittstellen kann zudem die gesamte Pro-

duktstruktur an das Enterprise Ressource Planning (ERP)-System weitergeleitet

werden. Alle Artikelstammdaten müssen somit nur einmal gepflegt werden (vgl.

hierzu auch Abbildung 2-9).

Für die praktische Arbeit des Konstrukteurs bedeutet das, dass der richtige Mo-

dellaufbau eminent wichtig ist. Ein Beispiel der Entwicklung einer einfachen Bau-

gruppe eines Automobils – einem Rad – veranschaulicht die Relevanz der Kon-

struktionsmethodik. Die Baugruppe Rad besteht aus den Bauteilen Felge und

Reifen (Abbildung 2-7).

Wird die Baugruppe als Gesamtmodell in einer 3D-CAD-Datei erzeugt und gespei-

chert, so wird auch im PDM-System nur eine Baugruppe Rad angelegt – ohne eine

Gliederung in die Bestandteile Felge und Reifen. Ein feingranularer Zugriff auf die

3D-Daten von Felge und Reifen ist dann nicht mehr möglich, da PDM-Systeme

nicht auf einer objektorientierten, sondern einer relationalen Datenbank basieren

[Eig-09, S. 318]. Zudem können die Stammdaten nicht korrekt gepflegt werden, da

z. B. der Werkstoff nicht eindeutig definiert werden kann (Gummi oder Alumin-

ium?). Das wiederum hat Auswirkungen auf die Abbildung der betriebswirt-

schaftlichen Prozesse im ERP-System, da aufgrund der vom Konstrukteur zu grob

gewählten Modellgranularität eine automatisierte Übergabe detaillierter Material-

und Bauteillisten nicht möglich ist und Daten manuell nachgepflegt werden

müssen. Über die CAD-PDM-Kopplung können üblicherweise vom 3D-Modell

abgeleitete Zeichnungen erstellt werden. Auch diese enthalten jedoch falsche

Bezeichnungen, z. B. hinsichtlich der Werkstoffwahl. Werden darüber hinaus in der

Produktions- oder Betriebsphase Mängel am Reifen festgestellt, so können z. B.

qualitätsrelevante Prüfberichte nicht mehr eindeutig dem Bauteil Reifen zugeordnet

werden – sondern nur der gröberen Instanz Rad18.

Diese Ausführungen verdeutlichen, wie eminent wichtig es beim Zusammenspiel

von CAD- und PDM-System ist, dass der Konstrukteur sämtliche Bauteile als

Einzelkörper modelliert und über Baugruppen miteinander verknüpft (externe

18 Es besteht zwar die Möglichkeit, das Bauteil Reifen im Nachgang manuell im PDM-System zu erzeugen. Dann sind aber Bauteil und CAD-Modell nicht miteinander verknüpft.


32

Referenzen). Die Baugruppendatei selbst beinhaltet dabei keine Geometriekörper,

sondern lediglich Informationen über die geometrischen Abhängigkeiten und die

Anordnung der einzelnen Bauteile. Nur mit diesem Vorgehen ist eine objektorien-

tierte Projektabwicklung mit PDM-Systemen möglich (vgl. Abbildung 2-7).

Mechanische 3D-CAD-Systeme arbeiten bereits seit geraumer Zeit strikt nach

dieser Konstruktionsmethode, vor allem um die gewaltigen Datenmengen von 3D-

Modellen hinsichtlich der verfügbaren Rechnerleistung in handhabbare Einheiten

zu gliedern. Prinzipiell wird die Modellteilung in sinnvolle Einheiten aber auch von

CAD-Systemen aus dem Bauwesen (AEC19-CAD) unterstützt und in der Praxis ein-

gesetzt [Gün-11b, S. 41]. Weiterer Vorteil einer strukturierten Modellgliederung ist

die Möglichkeit, gemeinsam an einem Modell zu arbeiten, indem verschiedene

Fachbereiche ihren Modellabschnitt sehr präzise eingrenzen und nur diesen zur

Bearbeitung sperren. Weitere Abteilungen können zur gleichen Zeit andere Teile

des Modells ändern (Concurrent Engineering). Im Gegensatz zu DMS kennen

PDM-Systeme sowohl die Produktstruktur als auch die geometrischen Modellab-

hängigkeiten und unterstützen damit diese Arbeitsweise, indem sie den Modell-

zugriff regeln und alle Schritte lückenlos dokumentieren.

Darüber hinaus bieten leistungsfähige PDM-Lösungen neben einer Status- und

Versionsverwaltung zusätzlich ein Konfigurationsmanagement-Modul. Damit kön-

nen in der Entwicklungsphase gleichzeitig alternative Produktvarianten erzeugt und

parallel verwaltet werden. Über standardisierte Objektkataloge werden zudem so-

wohl die Norm- als auch Gleichteileverwendung gesteigert. Das wiederum wirkt

sich positiv auf die Produktivität in der Entwicklung aus [Weh-01, S. 28]. Überdies

werden von einigen Herstellern sogar umfassende Projektmanagement-Module mit

bidirektionaler Kopplung zu Microsoft Project zur Verfügung gestellt. Ein PDM-

Trend ist zudem die integrierte Prüfung, ob entwickelte Produkte hinsichtlich be-

stimmter Richtlinien, Vorschriften und Gesetze regelkonform sind (Compliance

Management) [Dre-10, S. 24 ff.]. Auch für die Synchronisation von unterschied-

lichen PDM-Plattformen, z. B. zwischen Zulieferer und Auftraggeber existieren

bereits Lösungen20 (föderierte Systeme) [Vdi-02 S. 13 ff.], [Eig-09, S. 206].

19 Architecture, Engineering and Construction

20 z. B. Prostep OpenPDM


33

PDM-Systeme werden heute zumeist in der produzierenden Industrie eingesetzt.

Im Flugzeug-, Automobil- und Schiffsbau basiert das Datenmanagement über den

Produktlebenszyklus heute fast ausschließlich auf PDM-Software. Als Schnittstelle

zum Bauwesen erkennen immer mehr Anlagenbauer die Vorteile der PDM-ba-

sierten Projektabwicklung [Sen-08, S. 35], [Lad-07]. Aber auch einige Verkehrs-

und Versorgungsunternehmen setzen zur Verwaltung ihrer Bauobjekte in der

Betriebsphase zunehmend auf PDM-Lösungen [Sen-08, S. 221 ff.], [Sch-09b],

[Bun-11b], [Köh-11, S. 38 f.].

Ungeachtet der auch für die Baubranche hilfreichen Funktionalitäten kommen

PDM-Systeme im Bauwesen dagegen bislang nicht zum Einsatz [Bre-01, S. 17].

Die Gründe hierfür sind vielfältig. Zum einen liegt der Zielmarkt von PDM-

Herstellern im Vertrieb von Lösungen für die unternehmensinterne Datenver-

waltung bei Fertigungsunternehmen. Deren Prozesse sind weniger volatil als die

Abläufe in der Bauwirtschaft. Ähnlich wie bei ECM-Systemen ist deshalb auch der

Customizing-Aufwand vor der Inbetriebnahme und bei Änderungen relativ hoch, da

der Entwicklungsfokus der Systeme nicht auf eine benutzerfreundliche und

schnelle Anpassung ausgelegt ist. Ohne entsprechende Beratungsleistung von

Herstellerseite sind schnelle Modifikationen daher nur schwer durchführbar. Für

die temporär angelegte Projektarbeit mit zahlreichen Beteiligten aus unterschied-

lichsten Firmen und Behörden, die für das Bauwesen typisch ist, sind jedoch

flexible und einfach zu administrierende Systeme gefragt. Sogar im Maschinenbau

gab es aufgrund dieses hohen Customizing-Aufwands gerade bei mittel-

ständischen Betrieben zunächst Bedenken. Die PDM-Anbieter reagierten darauf

mit der Entwicklung von vorkonfigurierten Datenbanken. Diese beinhalten Vorlagen

für Status, Dokumenttypen und Bauteile, z. B. für Schrauben, Dichtringe oder

Bolzen. Für das Bauwesen existieren derartige Vorlagen jedoch bislang nicht.

Darüber hinaus werden derzeit lediglich die AEC-CAD-Systeme Autodesk

AutoCAD, Gehry Technologies Digital Project (Dassault Catia Derivat) und Bentley

Microstation über ein Plugin direkt mit PDM-Lösungen gekoppelt. Moderne BIM21-

Werkzeuge wie beispielsweise Autodesk Revit oder Nemetschek Allplan sind

derzeit (Februar 2011) in keiner PDM-Lösung am Markt integriert. Alle führenden

21 Building Information Modeling (BIM) beschreibt einen Design-Prozess im Bauwesen, der auf einem dreidimensionalen, parametrischen und semantischen Bauwerksmodell basiert.


34

M- und ECAD22-Systeme können hingegen per Standardschnittstelle mit zahl-

reichen PDM-Plattformen verknüpft werden.

2.1.4 Enterprise Ressource Planning (ERP)-Systeme

Ein Enterprise Ressource Planning (ERP)-System ist eine integrierte Standardsoft-

ware, die wesentliche betriebswirtschaftliche Geschäftsprozesse eines Unter-

nehmens informationstechnisch verwaltet. Klassische ERP-Module wie

Finanzen » z. B. Finanzbuchhaltung, Controlling;

Logistik » z. B. Materialwirtschaft, Angebots- und Auftragsbearbeitung;

Produktion » z. B. Produktionsplanung/-steuerung, Arbeitspläne/Stücklisten;

Personalwesen» z. B. Lohn- und Gehaltsabrechnung, Reisemanagement;

unterstützten die unternehmensweite Planung, Steuerung und Kontrolle auf Basis

vorhandener Ressourcen [Gör-07, S. 2 ff.]. Alle Informationen werden dabei auf

einer zentralen Datenbank vorgehalten. Folglich ist eine Kopplung zwischen den

unterschiedlichen Modulen möglich. So löst beispielsweise der Verkauf eines

Artikels automatisch eine Bestandsreduzierung aus. Diese Daten werden

wiederum an das Fakturierungsmodul übermittelt, wo eine automatische Rech-

nungsstellung erfolgt [Ste-08b, S. 28]. Abbildung 2-8 zeigt einen Screenshot des

ERP-Systems SAP ERP 6.0.

Viele ERP-Systeme sind heute in der Lage, neben strukturierten Daten auch Doku-

mente zu verwalten. Deshalb kommen sie prinzipiell auch für eine Verwaltung von

Bauprojektdaten in Frage. Die DMS-Funktionen beschränken sich dabei allerdings

auf die Archivierung. So werden in aller Regel wichtige Pläne oder Rechnungen mit

einem Geschäftsvorfall verknüpft, eine Verwaltung aller Projektdokumente über

ihren Lebenszyklus ist hingegen keine klassische ERP-Funktion [Egg-10, S. 61].

Daher sind ERP-Systeme häufig mit ECM- oder PDM-Systemen verknüpft. Typi-

scherweise wird dabei im ECM-/PDM-System über einen automatisierten Prozess

ein neutrales Datenformat, z. B. eine PDF23-Datei einer Zeichnung erzeugt, im Ar-

22 ECAD- oder Electronic CAD-Systeme bieten ein rechnergestütztes Hilfsmittel für den Entwurf von elektronischen Systemen, wie z. B. Schaltungen.

23 Portable Document Format


35

chiv (File Vault) gespeichert und per Schnittstelle im ERP-System eine Verknüpfung

zu dieser Datei erstellt [Eig-09, S. 308]. Damit arbeiten beide Systeme autark,

bedienen sich aber beim Zugriff auf gleiche Elemente einer gemeinsamen Daten-

basis (Abbildung 2-9).

Abbildung 2-8: Oberfläche des ERP-Systems SAP ERP 6.0 [Tum-11]


36

Abbildung 2-9: Zusammenspiel zwischen ERP- und ECM- bzw. PDM-System

In letzter Zeit ist zu beobachten, dass ERP-Systeme zunehmend um ECM/PDM-

Funktionalitäten erweitert werden. Die ERP-Hersteller sind bestrebt, als System-

anbieter ein Gesamtpaket aus einer Hand zu verkaufen [Sch-08]. Stand heute

decken sie aber bei weitem nicht alle Anforderungen hinsichtlich des Dokumenten-

managements so geeignet ab wie ECM- oder PDM-Systeme [Zöl-08]. Für eine

unternehmensübergreifende Zusammenarbeit sind ERP-Systeme zudem aufgrund

ihrer Komplexität nur bedingt geeignet. Darüber hinaus fehlt ihnen größtenteils eine

anforderungsgerechte Anbindung an CAD-Systeme [Vdi-02, S. 17], [Ren-09,

S. 31]. Ist diese vorhanden, muss dennoch beachtet werden, dass bei jedem CAD-

Releasewechsel24 auch ein Update der gesamten ERP-Umgebung erfolgen muss.

Aufgrund des breiten Leistungsumfangs dieser Systeme ist der Aufwand hierfür

24 Umstieg auf eine aktuellere Version einer Software

Produktstruktur &

ArtikelstammdatenB Bauteil 1-Stammdaten

B Meta-Daten für Bauteil 1

B Bauteil 2-Stammdaten

Metadaten

ERP-SystemECM-System

PDM System

File

Vault

Baugruppe

Bauteil 1

Bauteil 2

Bauteil 3

CAD System

…

Metadaten

Neutralformat-

GeneratorBauteil 1.PDF

Bauteil 2.PDF

…

Rechnung A


37

erfahrungsgemäß enorm hoch. Es muss also festgehalten werden, dass DMS und

PDM-Systeme derzeit zum Management unstrukturierter Informationen wie Doku-

mente besser geeignet sind, während ERP-Systeme vor allem hochstrukturierte

betriebswirtschaftliche Metadaten verwalten [Sch-08].

ERP-Systeme kommen heute überwiegend bei großen Bauunternehmen zur Ver-

waltung kaufmännischer Daten aus der Planung und Bauausführung zum Einsatz

[Gün-08, S. 35]. Ein Trend ist das Outsourcing von ERP-Lösungen, ähnlich wie bei

virtuellen Projekträumen (Software as a Service bzw. SaaS). Es ist daher zu erwar-

ten, dass ERP-Systeme zukünftig auch in kleineren Unternehmen verstärkt einge-

setzt werden [Kon-09, S. 22], [Gau-09, S. 402].

2.1.5 Elektronische Bautagebücher

Während der Bauausführung werden wichtige Baustellenabläufe vom Bauleiter

oder Polier in Form von Tagesberichten in einem Bautagebuch festgehalten. Proto-

kolliert werden dabei unter anderem:

Witterung und Temperatur

ausgeführte Arbeiten mit Lokalisierung

Auflistung von Arbeiten, die nicht im Leistungsverzeichnis (LV) stehen

Arbeitszeiten sowie Anzahl und Qualifikation eingesetzter Mitarbeiter

angeliefertes Material sowie

Besonderheiten und Behinderungen im Bauablauf.

Eine sorgfältige Führung des Bautagebuches ist für eine nachvollziehbare Do-

kumentation des Baufortschritts unerlässlich und deshalb bei öffentlichen Auf-

trägen Pflicht [Sch-02a, S. 85]. Da das Bautagebuch bei rechtlichen Auseinander-

setzungen als anerkanntes Mittel der Beweisführung gilt, ist es auch im Sinne

eines nachhaltigen Risikomanagements leichtsinnig, darauf zu verzichten [Büc-06,

S. 347].

Das Bautagebuch wird derzeit häufig noch auf Grundlage papierbasierter Formu-

lare geführt. Insbesondere bei Großprojekten ist jedoch der Einsatz eines zentra-

len, digitalen Bautagebuchs aufgrund der großen Datenmengen sinnvoll [Büc-06,

S. 348], [Wir-09, S. 271]. Mehrere Personen können so Tagesberichte, Lieferproto-

kolle, Fotos und weitere qualitätsrelevante Informationen auf eine gemeinsame


38

Datenplattform hochladen. Einige Systeme bieten neben der mobilen Datenauf-

nahme per Smartphone25 sogar die Möglichkeit, aktuelle Baufortschrittsdaten mit

Soll-Projektplänen zu vergleichen26. Sie erweitern damit die reine Dokumentation

um ein zeitaktuelles Controlling der Bauleistung. Heute sind digitale Bautage-

bücher bereits vielfach fixer Bestandteil von virtuellen Projekträumen (vgl. hierzu

auch Abschnitt 2.2.1).

2.1.6 Geoinformations (GIS)-Systeme

Ein Geoinformations (GIS)-System verarbeitet und verwaltet raumbezogene Daten

in einem digitalen Informationssystem [Lan-05, S. 320]. Der Unterschied zu einer

kartographischen Software besteht darin, dass zusätzlich zum Kartenmaterial zahl-

reiche Geometrie- und Sachdaten sowie Dokumente mit Positionsbezug ge-

speichert werden können, z. B. Grenzen, Verkehrswege, Geländehöhen oder

Niederschläge und aktuelle Temperaturen [Min-09, S. 21]. Dadurch werden räum-

liche Analysen möglich, z. B. die Anzahl der Hydranten, die im Umkreis von 5 km

von einer Position vorhanden sind.

Neben lokalen GIS-Installationen existieren auch mehrbenutzerfähige Server-

Lösungen. Diese kommen überwiegend in Ver- und Entsorgungsunternehmen, im

Kataster- und Vermessungswesen und in der Verwaltung sowie bei größeren

Ingenieurbüros zum Einsatz [Olb-02, S. 185 f.]. So setzt z. B. die Bundesanstalt für

Straßenwesen (BASt) ein GIS-System für das Erhaltungsmanagement von Straßen,

Tunneln und Brücken ein. Alter und Zustand der Bauwerke werden dort ebenso

erfasst wie die Verkehrsbelastung und Unfallstatistiken. Zudem wird das System

für die Baubetriebsplanung eingesetzt [Bun-11e]. Neben einem stationären Client-

Zugang im Büro existieren auch Lösungen die es gestatten, mit mobilen Geräten

auf die zentrale GIS-Datenbank zuzugreifen und dort Informationen einzusehen

oder abzuspeichern27.

Für eine Verwaltung nicht raumbezogener Daten sind GIS-Systeme dagegen nur

bedingt geeignet. Auch ein echtes Management von Daten und Dokumenten, ähn-

25 z. B. Bauskript Software Bautagebuch Mobile, Gripsware pro-Report, ADS bpc-mobil

26 z. B. sfirion Cockpit

27 z. B. Trimble Mobile GIS, Leica Geosystems Viva Uno, esri ArcPad


39

lich wie bei DMS oder PDM-Systemen, ist nicht möglich. Für eine lebenszyklus-

orientierte Bauprojektdatenverwaltung sind GIS-Systeme somit eher ein hilfreiches

Add-On28 als eine Basis.

2.1.7 Computer-Aided Facility Management (CAFM)-Systeme

Ziel das Facility Managements (FM) ist es, Immobilien mit all ihren baulichen

Anlagen zielgerichtet für deren Nutzer zu entwickeln und zu betreiben. Für das

Management der hier anfallenden Vorgänge sind effiziente IT-Systeme erforderlich.

Computer-Aided Facility Management (CAFM)-Systeme unterstützten diese

spezifischen FM-Prozesse informationstechnisch. Kernelemente sind dabei unter

anderem:

Bestandsdokumentation

Flächenmanagement

Vertrags- und Vermietungsmanagement

Betriebskosten- und Reinigungsmanagement

Energiemanagement und

Instandhaltungsmanagement

[May-06, S. 5 ff.]. CAFM-Systeme verwalten dabei sowohl graphische als auch

alphanumerische Daten. Es existieren Systeme, die grafische Objekte direkt aus

der CAFM-Datenbank generieren und solche, die eine CAD-Anbindung, z. B. zu

Autodesk AutoCAD für die grafische Repräsentation nutzen [Ges-05, S. 48]. Zu-

nehmend setzen sich zentrale Server-Lösungen durch, so dass mehrere Benutzer

Informationen einstellen und abrufen können. Teilweise sind CAFM-Systeme sogar

mit ERP-Plattformen gekoppelt [May-06, S. 15 f.], [Lut-03, S. 169].

CAFM-Lösungen gestatten neben einer schnellen Informationsbeschaffung ein

optimales Flächenmanagement und eine sichere Abwicklung von FM-Prozessen

[May-06, S. 8 f.]. Bei einer konsequenten Implementierung und Nutzung amorti-

sieren sich die Systeme äußerst schnell, da durch die CAFM-basierte Abwicklung

der Bewirtschaftungsphase bis zu 25 % der Betriebskosten eingespart werden

können [Näv-03, S. 155].

28 ein Add-on ist ein optionales Modul, dass eine bestehende Software um bestimmte Funktionali-täten erweitert


40

Auch wenn viele am Markt vertretene Anbieter von CAFM-Software von einer

Lebenszyklus-Lösung sprechen, so muss festgehalten werden, dass lediglich die

Betriebsphase informationstechnisch unterstützt wird. Gerade für die Planungs-

und Bauausführungsphase wichtige Funktionen im Bereich Workflow- und Doku-

mentenmanagement sind nicht Teil einer CAFM-Lösung. Zudem ist die Software

auf Immobilien und Gebäude, nicht auf Infrastrukturbauobjekte zugeschnitten.

2.1.8 Straßendatenbanken

Straßendatenbanken verwalten Bestandsdaten von Straßenobjekten und sind da-

mit das Infrastruktur-Pendant zu CAFM-Systemen. Die Straßen werden dabei in

einzelne Abschnitte und Objekte gegliedert und informationstechnisch verwaltet,

z. B. in Fahrbahnabschnitte, Brücken, Stützmauern, Signalanlagen oder Beschil-

derungen. Erhaltungsmaßnahmen können so auf Basis einer zentralen Datenbank

bewertet, geplant und durchgeführt werden. Neben der Bestandsdatenverwaltung

und Erhaltungsplanung von Straßenobjekten29 bieten einige Lösungen auch eine

Kopplung zu GIS-Systemen30. Das Produkt SIB-Bauwerke unterstützt neben der

Erstellung des Bauwerksbuches zusätzlich die Durchführung der Bauwerksprüfung

nach DIN 1076 und wird daher von den Straßenbauverwaltungen in Bund und

Ländern eingesetzt [Bun-11c].

Ähnlich wie CAFM-Systeme verwalten jedoch auch Straßendatenbanken lediglich

Informationen aus der Bewirtschaftungsphase von Bauwerken. Die Planungs- und

Ausführungsphase wird hingegen nicht unterstützt.

2.2 Verwaltung von Bauprojektdaten: Status Quo in

Wissenschaft und Forschung

Wissenschaft und Forschung haben in den letzten Jahren verstärkt Konzepte für

eine durchgängig modellbasierte Bauprojektabwicklung untersucht. National wie

international werden sogenannte Construction Information-Systeme propagiert, die

29 kommerziell verfügbare Software-Lösungen sind unter anderem NOVASIB TT-SIB, tim SIM Stra-ßeninformationsmanagement, DINOB Straßendatenbank, CIC Straßendatenbank, GSA & Bart-hauer Software BaSYS-RoSY, isl-kocher SUSy Straßen-Management-System, CAOS VIA VIS, techscan komMaS, Bundesministerium für Verteidigung LISA, GDB tifosy

30 Die Straßendatenbank GDB tifosy bietet z. B. eine Kopplung zum GIS-System Intergraph Geo-Media an.


41

eine verknüpfte Verwaltung von 3D-Bauwerksmodellen und Dokumenten erlauben

[Sco-03]. Der durchgängigen Datenverwaltung über den gesamten Bauwerks-

lebenszyklus kommt dabei eine Schlüsselrolle zu [Ges-05]. Untersuchungen von

Junge offenbaren, dass trotz der existierenden Datenmanagement-Lösungen (vgl.

hierzu Abschnitt 2.1) jedes tragende Bauteil von der Planung bis zur Ausführung

und Abrechnung mindestens sechsmal neu in eine Datenverarbeitung eingegeben

wird [Iai-00]. Auch zum heutigen Zeitpunkt existiert trotz einer Reihe von For-

schungsprojekten noch immer keine praktikable Lösung für das modellbasierte,

lebenszyklusorientierte Datenmanagement [Mat-05, S. 74].

2.2.1 Dokumenten- und Workflow-Management

Die in Abschnitt 2.1.2 vorgestellten DMS sind inzwischen technologisch weitge-

hend ausgereift. Wesentlich für einen erfolgreichen Einsatz ist eine ausgeklügelte

Systemanpassung an die Prozesse der Baubranche. Hierfür existieren eine Reihe

wissenschaftlicher Untersuchungen.

Management von Bauprozessen

Analysen von Hao zeigen, dass Änderungen im Bauprozess einer der maßgeb-

lichen Gründe für Mängel, Bauverzögerungen und Kostenüberschreitungen sind.

Auf Basis einer umfassenden Recherche schlägt er deshalb ein Konzept für ein

bauspezifisches Änderungsmanagement in DMS vor [Hao-08]. Ein Forschungspro-

jekt an der Technischen Universität Berlin fokussiert ebenfalls IT-gestützte Me-

thoden für die Gestaltung von Bauprozessen. Auch hier wird unter anderem das

Management von Änderungen untersucht [Tub-11]. Das ebenfalls an der TU Berlin

bearbeitete Projekt Controlling und Dokumentenmanagement auf der Grundlage

von Prozessmodellen schlägt vor, für bestimmte Arbeitspakete Aufgaben in Form

von Soll-Dokumenten zu definieren und diese auf ihre Einhaltung automatisiert zu

kontrollieren. Importiert der Ersteller sein Dokument auf die Plattform, so wird

seine Bearbeitungszeit protokolliert und er hat seine Aufgabe erfüllt. Terminab-

weichungen können so transparent dargestellt werden [Tub-10].

Unter Führung des Fraunhofer Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO)

werden indessen Schlüsselfaktoren im Rahmen eines Innovations- und Kom-

petenznetzwerks aus Bauforschung und -industrie diskutiert. Der digitalen Projekt-

abwicklung mit wissensbasierten Planungsmethoden wird hier große Relevanz

zugeschrieben [Fra-11].


42

Ein wesentlicher Faktor bei der IT-gestützten Abwicklung von Bauprozessen ist

eine ganzheitliche Betrachtung der Bauprozesse über Unternehmensgrenzen hin-

weg. Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten

Verbundprojekt plante wurde deshalb ein Konzept für ein dynamisches Workflow-

management zur gewerkeübergreifenden Zusammenarbeit entwickelt [Tud-09]. Ein

Teilbereich des Projektes ArKos fokussierte ebenfalls die Gestaltung unter-

nehmensübergreifender Geschäftsprozesse [Ins-03], [Kel-06]. Auch das Anfang

2000 mit einer Laufzeit von 2 ¼ Jahren gestartete OSMOS-Projekt widmete sich

der firmenübergreifenden Zusammenarbeit. Ziel war es, eine flexibel und schnell

anpassbare Dokumentenplattform speziell für kleine und mittlere Unternehmen

(KMU) zu entwickeln [Isi-02]. Ein allgemeines Vorgehen, wie sämtliche Daten dabei

zusammengetragen und in DMS langzeitarchiviert werden sollten, beschreibt hin-

gegen Gabrielaitis [Gab-06].

Projektphasenspezifische Datenmanagement-Lösungen

Im seit Mai 2009 laufenden Projekt ProBauDok wird ein bauplanungsspezifisches

DMS entwickelt, dass speziell Prozesse der Ausschreibung, Vergabe und Ab-

rechnung (AVA) betrachtet [Uni-11]. An der Universität Kassel wurde hingegen ein

CAD-basiertes Wissensmanagementsystem konzipiert, dass alle erforderlichen

Informationen der Arbeitsvorbereitung beinhaltet und zentral bereitstellt [Rat-09,

S. 12 ff.]. Die Abläufe der Bauausführung wurden überdies im Rahmen des BMBF-

Verbundprojekts IuK-System Bau unterstützt. Dort wurde eine unternehmensüber-

greifende Datenplattform entwickelt, die einen mobilen Informationsaustausch

zwischen Baustelle und Unternehmenszentrale für das Controlling von Bau-

leistungen ermöglicht [Tud-07]. Einen ähnlichen Fokus hatte auch das vom BMBF

bis Mai 2010 geförderte Projekt BauVOGrid. Hier entstand eine Bau-Community-

Plattform, die z. B. Konzepte für das mobile Mängelmanagement bereitstellte. Die

Groupware-Lösung IBM Lotus Domino diente dabei als Rückgrat für das Daten-

und Dokumentenmanagement [Hor-10], [Tra-10], [Geh-08]. Die Langzeitsicherung

von Projektwissen aus heterogenen Baudokumentenbeständen war hingegen

Thema eines Anfang 2000 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)

geförderten Projekts an der TU Dresden. Eine semantische Textauswertung und

Klassifizierung von Baudokumenten und Produktmodellen gestattete es, Projekt-

wissen rekonstruierbar zu machen und damit langfristig zu sichern [Tud-10a].


43

Nutzen von Dokumentenmanagment-Systemen in Bauprojekten

Im Rahmen von zahlreichen Studien konnte unterdessen der wirtschaftliche

Nutzen eines DMS-Einsatzes in Bauprojekten nachgewiesen werden. In nahezu

allen wissenschaftlich begleiteten Fallbeispielen überstiegen die Einsparungen

zumindest die Implementierungskosten [Sul-04]. Die Menge an Daten, die in Bau-

projekten anfallen und archiviert werden müssen, wird zukünftig noch weiter

steigen [Soi-08]. Das bedeutet auch, dass der Nutzen von DMS künftig weiter

zunehmen wird. Die Bauindustrie hat das inzwischen verstanden. DMS werden in

immer mehr Baumaßnahmen erfolgreich eingesetzt und sind gerade in Großpro-

jekten weit verbreitet [Bjö-03], [Hje-06]. Im Vergleich zu Italien und Finnland be-

steht jedoch hierzulande noch Nachholbedarf. Sowohl unternehmensintern als

auch unternehmensübergreifend werden DMS-Technologien gerade in deutschen

KMU noch nicht flächendeckend eingesetzt [Mat-05, S. 55].

2.2.2 Produktmodell-Server

Produktmodell-Server gestatten eine gemeinsame Erstellung von 3D-Bauwerks-

modellen auf Basis eines zentralen Datenarchivs. Alle Projektbeteiligten können so

ihren Fachdisziplinen entsprechend 3D-CAD-Objekte konstruieren und auf die

zentrale Plattform hochladen. Stück für Stück entsteht so ein Gesamtmodell des

Bauwerks. Kernfunktionen von Modellservern sind:

Modellaustausch

Rechte- und Zugriffsmanagement

Concurrent Engineering auf Basis eines zentralen Produktmodells

Versionskontrolle und Wiedergabe der Modellhistorie

[Kat-98], [Che-05], [Bak-07], [Sch-07], [Kan-09], [Bee-10], [Jør-08], [Nou-06]. Erste

Produktmodell-Server wurden im Rahmen der Forschungsprojekte IMSvr,

WebSTEP und EPM 2003 entwickelt [Kiv-05], [Hie-02]. Weiterentwicklungen hin-

sichtlich Software-Stabilität und Ergonomie ebneten schrittweise den Weg in die

praktische Anwendung. Mittlerweile sind sogar kommerzielle Lösungen verfüg-

bar31.

31 z. B. Onuma Model Server, Enterprixe Project Workspace, Graphisoft BIM-Server, Eurostep BIM Collaboration Hub, Jotne EPM EDMmodelServer, Granlund BSPro, BIMserver (frei verfügbar)


44

Im Gegensatz zu PDM-Systemen aus dem Maschinenbau unterscheidet sich das

Modellserver Konzept in drei Punkten grundlegend. So werden bewusst nicht

mehrere proprietäre CAD-Systeme angebunden, sondern vor dem Modellserver-

Import alle 3D-Daten in das neutrale Industry Foundation Classes (IFC)-Standard-

format überführt [Bui-11b]. Zweitens besteht der Produktmodell-Server nicht aus

einer Kombination aus Dateiablage und relationaler Datenbank, sondern aus einer

objektorientierten Datenbank. Das hat weitreichende Auswirkungen auf den

Modellzugriff: Während bei DMS oder PDM-Systemen die kleinste verwaltbare

Modelleinheit über den Dateiinhalt festgelegt wird, erlauben Produktmodell-Server

den direkten Zugriff auf feinstgranulare Daten. Das bedeutet, dass ein Zugriff auf

Teilelemente des Gesamtmodells auch möglich ist, ohne dass der Konstrukteur

seine Modelle in sinnvolle Komponenten (Einzeldateien) zerlegen muss (vgl. hierzu

Abschnitt 2.1.3) [Gün-11b, S. 134], [Wei-03], [Nou-07]. Der dritte signifikante

Unterschied betrifft das Änderungsmanagement. Während in DMS und PDM-

Systemen Dateien und folglich auch 3D-Modelle bei der Bearbeitung für Dritte

gesperrt werden (optimistische Nebenläufigkeitskontrolle), erlauben Modellserver

die gleichzeitige Modifikation von Modellen (pessimistische Nebenläufigkeits-

kontrolle) [Nou-10], [Wei-04]. Durch parallele Bearbeitung entstehende Konflikte

werden dadurch zugelassen und müssen manuell bereinigt werden [Bor-09].

Obwohl Modellserver neben zahlreichen nützlichen Funktionen [Kiv-05] inzwischen

einen soliden Reifegrad aufweisen, haben sie sich in der Bauindustrie bislang nicht

durchsetzen können. Die Gründe hierfür sind vielfältig. So ist die Konvertierung von

proprietären 3D-CAD-Daten in das standardisierte IFC-Format in vielerlei Hinsicht

komplex und führt daher häufig zu Datenverlusten [Jør-08], [Bjö-03], [Paz-08],

[Gie-08], [Fis-02], [Kiv-06, F. 14]. Die Festlegung auf das IFC-Format bedingt

zudem, dass Modellserver derzeit ausschließlich für Hochbauprojekte geeignet

sind, da für den Infrastrukturbau lediglich erste Vorschläge für ein IFC-Stan-

dardformat (IFC-Bridge, IFC-Road) existieren [Art-07], [Reb-08], [Yab-06], [Jiy-09],

[Yab-03]. Einige Forschungsinstitute wie der Lehrstuhl für Computation in

Engineering an der TU München arbeiten deshalb derzeit an der weiteren Aus-

arbeitung dieser Standards [Jiy-10]. Auch im Rahmen des Verbundprojekts

AutoBauLog, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

(BMWi), sollen Grundlagen für ein integriertes Produktmodell für den Tiefbau (IPT)

gelegt werden [Aut-11c]. Ein weiteres Problem ist, dass Modellserver typischer-


45

weise keine Dokumente, sondern lediglich strukturierte Daten verwalten. Im Bau-

werkslebenszyklus repräsentieren 3D-Modelle aber neben Anforderungen, Liefer-

scheinen, Protokollen und qualitätsrelevanten Dokumenten nur einen Bruchteil der

relevanten Projektdaten [Fro-03], [Kos-00]. Zudem können Elemente, für die

lediglich eine Zeichnung, aber kein 3D-Modell existiert, nicht objektorientiert mit

verwaltet werden. Wissenschaftler arbeiten deshalb an Konzepten, DMS und

Workflow-Management-Systeme mit Modellservern zu verbinden (erweiterte

Produktmodell-Server), noch gibt es jedoch keine zufriedenstellende Lösung

[Gün-11b, S. 136]. Belastungstests mit sehr detaillierten Modellen zeigen darüber

hinaus, dass Produktmodell-Server derzeit noch Probleme beim Umgang mit

großen Datenmengen aufweisen [Sch-09a]. Zurückzuführen sind diese Unzuläng-

lichkeiten auf die vergleichsweise schwerfällige objektorientierte Datenbank

[Eig-09, S. 318], [Mat-05, S. 61]. Zusätzlich ist zu beachten, dass Modellserver

bislang noch keine Anbindung an ERP-Systeme bereitstellen, was die Praxistaug-

lichkeit weiter einschränkt. Darüber hinaus sind Modellserver auf die gemeinsame

3D-Modellerstellung in der Bauplanungsphase beschränkt.

Erweiterte Produktmodell-Server

Klassische Modellserver bieten für das Management von Dokumenten keine

Lösung. Da bei der Planung, Ausführung und dem Betrieb von Bauwerken jedoch

deutlich mehr Dokumente als 3D-Modelle entstehen, werden DMS derzeit sehr viel

häufiger eingesetzt als Modellserver [Bjö-03], [Bjö-06]. Erkannt wurde die

Problematik bereits in den 1990er Jahren, als im Rahmen der EU-Projekte ToCEE

[Tud-10b], [Sch-97] und Condor [Reg-98a], [Reg-98b] Wege vom dokumenten-

zentrierten zum modellbasiertem Arbeiten untersucht wurden. Zukunftsträchtig

sind Systeme, die Dokumentenmanagement- und Modellserver-Funktionalitäten

miteinander verbinden. Fröse schlägt deshalb bereits 1999 ein Konzept eines Total

Project Systems vor, welches IFC-Modell- und Dokumentenmanagement koppelt

[Gor-99], [Fro-03]. Im Rahmen des iCSS-Projektes wurde bis 2003 ein Prototyp

eines projektumfassenden, unternehmensübergreifenden Informations- und Kom-

munikationssystem für das Bauwesen entwickelt. Die zu Grunde liegende Multitier-

Architektur bestand unter anderem aus einem Produktmodell-, einem Workflow

sowie einem Dokumentenserver [Lie-03], [Kel-03]. Im EU-Projekt InPro wurde bis

Ende 2010 ein IFC-basierter BIM Collaboration Hub als zentrales Planungsinfor-

mationssystem entwickelt. Zielsetzung war es, möglichst viele Informationen wie


46

beispielsweise Anforderungen direkt ins IFC-Produktmodell zu integrieren und

damit kaum unstrukturierte Dokumente zu erzeugen [Riz-11], [Inp-10]. Darüber hi-

naus existieren Konzepte, auch Informationen aus der Bauausführung direkt im

3D-Modell zu speichern [Mot-09b].

2.2.3 Modellbasiertes Lebenszyklus-Management von Bauwerken

Modellserver unterstützen überwiegend die Bauplanungsphase. Seit einiger Zeit

werden im Rahmen von Forschungsprojekten aber auch zunehmend Konzepte für

das Erhaltungsmanagement untersucht. So arbeiten die Universitäten Hannover

und Braunschweig derzeit an einem prädiktiven Lebensdauermanagement-System

für Infrastrukturbauwerke. Deren System integriert dabei probabilistisch basierte

Degradations-, Prognose-, Überwachungs- und Bewertungsmethoden [Nth-11].

An der TU München wird ebenfalls ein Lebensdauermanagement-System ent-

wickelt. Daten aus Produktion und Inspektionen von Brücken werden dort zentral

vorgehalten und mit den entsprechenden Elementen aus dem 3D-Modell ver-

knüpft. Aus allen Informationen wird dann eine Zustandsentwicklung der Brücken-

bauteile abgeleitet. Künftig soll über eine mobile Software das System auch

während der Wartung zur Verfügung stehen [Luk-11]. Ein Systemkonzept, dass

den gesamten Bauwerkslebenszyklus von Brücken basierend auf einem 4D-

Modell32 verwaltet, präsentiert hingegen Hammad. Es erfolgte jedoch nur eine

eingeschränkte Umsetzung seines Konzepts [Ham-06].

2.2.4 Adaption von Datenmanagement-Konzepten aus verwandten

Branchen

Relativ wenig wurde bislang die branchenspezifische Anpassung von Datenmana-

gement-Systemen aus anderen Industriebereichen betrachtet. In der Fertigungs-

industrie werden Produkte bereits heute über ihren gesamten Lebenszyklus mo-

dellbasiert in PDM-Systemen verwaltet. Bereits 1998 präsentierte Hameri eine

Studie zum Nutzen von PDM-Systemen für den Unikatbau, wobei all seine Bei-

spiele aus dem Maschinenbau stammten [Ham-98]. In einem 2005 an der TU Mün-

chen durchgeführten Transferprojekt von Produktentwicklungsmethoden aus dem

32 unter einem 4D-Modell wird ein 3D-Bauwerksmodell verstanden, in das zeitliche Aspekte inte-griert sind [Kim-11]


47

Maschinenbau auf das Bauwesen schlägt Lindemann zur Optimierung der

Planungsprozesse und des Lebenszyklusmanagements den Einsatz von PDM-Sys-

temen vor [Lin-05, S. 64]. Im Rahmen einer Fallstudie untersuchte Guo hingegen

den Einsatz von Standard-PLM-Software aus dem Maschinenbau33 für die Abwick-

lung von Baumaßnahmen. Bezogen auf das Gesamtprojekt ergaben sich Zeit- und

Kostenvorteile [Guo-10]. Mit einem umfassenden bauspezifischen Customizing

lägen die Nutzenpotenziale hier voraussichtlich noch deutlich höher. Es bestehen

jedoch bislang lediglich erste Vorschläge zur groben Architektur eines auf die Bau-

branche angepassten PDM-Systems [Min-08], [Kam-10]. Zielgerechte Konzepte,

z. B. hinsichtlich der Implementierung eines standardisierten Teilemanagements

fehlen bislang [Bar-03], [Bli-06].

2.2.5 Vernetzung unternehmensinterner Datenmanagement-Sys-

teme

Sowohl Bauherren als auch Planer und Bauunternehmen sind in mehreren Pro-

jekten aktiv. Typischerweise werden dabei für einzelne Baumaßnahmen unter-

schiedliche Virtuelle Projekträume (vgl. hierzu Abschnitt 2.1.2) eingesetzt. Im EU-

Projekt ISTforCE wurde daher eine Multiprojektplattform konzipiert, die als zen-

trales Element Zugriff auf die verschiedenen Projekträume gewährt. Der Nutzer

kann dadurch all seine Projekte bequem in einem Gesamtportal abwickeln

[Tud-02]. Wichtig ist es zudem, die firmeninternen ECM-Systeme mit unter-

nehmensübergreifenden Projekträumen automatisiert abzugleichen [Bak-07], um

doppelte Eingaben zu vermeiden. Erste allgemeine Empfehlungen und Richtlinien

für diese Synchronisierung schlagen z. B. Matheu [Mat-05, S. 67 ff.] und Fuertes

[Fue-07] vor. Standards sind hier zweckmäßig, da sonst für jedes Datenmanage-

ment-System eine individuelle Schnittstelle nötig ist.

Die Kommunikation zwischen Generalunternehmer und Bauherr wird indessen bis

2012 im Verbundprojekt Mefisto untersucht. Dort soll eine Plattform für die Ab-

wicklung von Hochbauprojekten entwickelt werden [Tud-11]. Der sogenannte

Mefisto-Container dient dabei als Austauschformat für beide Parteien [Sch-10d].

33 die eingesetzte PLM-Software stammte ausschließlich vom französischen Anbieter Dassault Systèmes


48

2.2.6 Integration von Baustellendaten in das Datenmanagement-

System

Ein gegenwärtiger Trend der digitalen Bauprojektabwicklung ist die Integration von

Baustellendaten in das Datenverwaltungs-System. Eine modellbasierte Planung

vorausgesetzt könnten Informationen mit Hilfe von Mobiltelefonen oder Hand-

helds34 auf der Baustelle aufgenommen und den korrespondierenden Bauteilen in

der Datenmanagement-Plattform zugeordnet werden. Um diese Zuordnung mög-

lichst fehlerlos durchzuführen, schreibt eine Vielzahl von Wissenschaftlern der

RFID35-Technologie großes Potenzial zu. Werden Objekte mit einem RFID-Trans-

ponder gekennzeichnet, so ist es möglich, Informationen wie z. B. Mängelbe-

schreibungen direkt einem konkreten Baustellenobjekt zuzuordnen36. Zusätzlich

könnten zur Baufortschrittskontrolle Informationen von Bauteilsensoren oder

Laserscannern an zentrale Informationssysteme übergeben werden [Kiz-08]. Ähn-

liche Ansätze existieren für die Betriebsphase im Rahmen des Facility Manage-

ments [Mot-09a]. Auch erste Standardisierungsbemühungen für die Datenauf-

nahme und -übergabe wurden bereits untersucht [Eas-07a], [Eas-07b].

2.3 Vorteile einer zentralen, lebenszyklusorientierten

Datenverwaltung

Zahlreiche Mängel und damit Fehlerkosten in der Bauausführung resultieren aus

Informations- und Kommunikationsdefiziten (vgl. hierzu Abschnitte 1.3, 2.1). Eine

zentrale Verwaltung sämtlicher Projektdaten auf einer für alle Beteiligten zugäng-

lichen und verbindlichen Plattform kann diese Defizite mäßigen. In den Abschnitten

2.1 und 2.2 wurden technische Lösungen für derartige Datenmanagement-Sys-

teme und deren spezifische Vorteile bzw. Unzulänglichkeiten vorgestellt. Unab-

hängig von einem speziellen System ergibt sich durch den Einsatz von zentralen

Datenplattformen eine ganze Reihe an Vorteilen.

34 ein Handheld ist kleiner, problemlos mit einer Hand tragbarer Computer

35 die RFID (radio-frequency identification)-Technologie ermöglicht eine berührungslose Identifizie-rung und Lokalisierung von Gegenständen

36 vgl. hierzu Literatur von [Sør-09], [Sør-08], [Gün-09], [Kla-10], [Mot-09b]


49

So ermöglichen sie über einen Internetanschluss sowie ein internetfähiges End-

gerät ein verteiltes Arbeiten über den gesamten Globus. Wird ein datenbank-

gestütztes System (z. B. DMS) verwendet, so können mehrsprachige Verschlag-

wortungen angelegt werden. Bei internationalen Baumaßnahmen können folglich

alle Projektbeteiligten Informationen in ihrer Muttersprache suchen und rasch

finden, sobald ein Nutzer neue Daten einstellt. Alle Akteure befinden sich damit

frühzeitig auf einem äquivalent hohen Informationsstand und können somit

schneller mit ihrer Arbeit beginnen. Sind zentrale IT-Systeme darüber hinaus mit

einem Workflow-Management-Modul ausgestattet, können bestimmte Freigabe-

prozesse wie beispielsweise Planumläufe parallelisiert erfolgen. Die Prüfer sind

dabei unabhängig vom Quellformat des Planes in der Lage, Anmerkungen (Markup

bzw. Redlining) vorzunehmen. All diese Möglichkeiten wirken sich letztlich positiv

auf die Gesamtbauzeit aus.

Die Konsistenz der Daten wird über ein zentrales Zugriffsmanagement sicherge-

stellt, das zudem ein kollektives Arbeiten an einem gemeinsamen Datenbestand

(Concurrent Engineering) ermöglicht. Über die Versionierung von Arbeitsständen,

die Dokumentation von Änderungen (Änderungsmanagement) und eine Statusver-

waltung werden darüber hinaus bei vielen Systemen Entstehung und Reifegrad

von Daten direkt nachvollziehbar. Jeder Projektbeteiligte erkennt auf einen Blick,

welcher Planstand gerade aktuell ist bzw. ob und von wem dieser bereits geprüft

wurde.

Über die Benutzerverwaltung ist es außerdem möglich, individuelle Sichten für die

einzelnen Akteure zu definieren. Das bedeutet, dass alle Projektbeteiligten nur be-

stimmte, für sie relevante Projektinhalte sehen und bearbeiten dürfen. Das erhöht

gleichermaßen Sicherheit wie Übersichtlichkeit.

Ein weiterer Vorteil einer zentralen Projektdatenbasis ist die schnelle Verfügbarkeit

einer einheitlichen und transparenten Dokumentation in der Nutzungsphase. Für

Betrieb, Wartung und Instandsetzung sind diese Informationen besonders bei Un-

fällen oder Schäden eminent wichtig. Ist die Datenplattform obendrein fähig, Infor-

mationen modellbasiert abzulegen, so können z. B. Schadensdokumente einem

3D-Bauteil direkt zugeordnet werden. So wird die Dokumentation übersichtlich und

nachvollziehbar. Sie ist demnach auch als Wissensbasis für künftige Baumaß-


50

nahmen hilfreich. Auch Auswertungen zum Projektverlauf, z. B. die Anzahl der

Planänderungen in einem bestimmten Bauabschnitt, sind möglich.

Die durchgängig digitale Verwaltung offenbart aber auch direkt quantifizierbare

monetäre Vorteile. So sinken Speicher- und Datensicherungskosten aufgrund der

einmaligen, zentralen Datenablage. Vor allem gegenüber einer papierbasierten Auf-

bewahrung nehmen die Büroraumkosten durch den geringeren Platzbedarf um bis

zu 50 % ab [Sch-11, S. 22 ff.]. Die Einsparpotenziale beim Dokumentenhandling,

also z. B. bei der Recherche und Bereitstellung von Dokumenten oder den

Durchlaufzeiten sind dabei noch weitaus höher [Dan-99, S. 5]. Überdies bietet die

elektronische Abwicklung von Geschäftsprozessen die Möglichkeit, bestimmte

Arbeitsabläufe kritisch zu hinterfragen und gegebenenfalls zu verbessern. Häufig

werden hier weitere Einsparpotenziale aufgedeckt [Sun-99], deren Quantifizierung

jedoch wie bei vielen „weichen“ Faktoren schwierig ist [Hje-06].

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass ein datenbankgestütztes System zur

zentralen Bauprojektdatenverwaltung zahlreiche Vorzüge bietet. Tabelle 2-1 gibt

diesbezüglich einen abschließenden Überblick.

Tabelle 2-1: Vorteile einer zentralen, datenbankgestützten Bauprojektdatenverwaltung

Vorteile einer zentralen, datenbankgestützten Bauprojektdatenverwaltung

alle Informationen stehen zeit- und ortsunabhängig aktuell zur Verfügung

da alle Projektpartner gleichermaßen informiert sind, können Fehler frühzeitig erkannt werden

die mehrsprachige Oberfläche unterstützt internationale Baumaßnahmen

konsistente Datensätze ohne Duplikate sorgen dafür, dass nur nach aktuellen Plänen gebaut wird

der eindeutige Dokumentstatus mit nachvollziehbarer Historie und Versionierung schafft Tranzparenz

das Qualitätsmanagement wird durch die strukturierte Datenablage unterstützt

Vorlagen ermöglichen eine standardisierte Dokumentation über den Bauwerkslebenszyklus und Auswertungen für zukünftige Projekte

eine parallele Bearbeitung von Datensätzen wird durch Sperren verhindert und erspart Doppelarbeit

der Export von Daten wird dokumentiert und kontrolliert damit Geheimhaltungsvereinbarungen

Suchzeiten werden werden durch Verschlagwortung, Volltextsuche und Verlinkungen von Dokumenten stark reduziert

Arbeitsabläufe, z.B. Planumläufe werden durch elektronische Workflows beschleunigt

Favoriten, Filter & Rechteverwaltung ermöglichen einen schnellen Zugriff auf individuell relevante Informationen

Neutralformatgeneratoren ermöglichen die Langzeitarchivierung von Dokumenten (z.B. als TIFF oder PDF)


51

2.4 Herausforderungen des unternehmensübergreifenden

Datenmanagements

Die Ausführungen in Abschnitt 2.3 zeigen, wie wertvoll zentrale Datenmanage-

ment-Systemen für die unternehmensübergreifende Projektarbeit sind. Trotzdem

werden die Systeme derzeit fast ausschließlich bei großen Baumaßnahmen ein-

gesetzt. Gründe für die eher zögerliche Nutzung sind vor allem psychologischer

und organisatorischer Natur [Bäc-03]. Der Mensch hat grundsätzlich Angst vor

Veränderungen seiner vertrauten Umgebung [Sto-08, S. 65 ff.]. Genau das aber tun

zentrale Datenmanagement-Systeme. Sie ändern eingespielte Arbeitsroutinen und

Abläufe maßgeblich. Zudem muss eine neue Technik erlernt werden. Hinzu

kommt, dass die meisten Firmen mehre Projektplattformen unterschiedlicher Her-

steller bedienen müssen. Diese wiederum sind nicht kompatibel zur unter-

nehmensinternen Datenablage. Obendrein wird genau dokumentiert bzw. „über-

wacht“, wer wann welche Daten importiert. All diese Faktoren führen zu einer an-

fänglich ablehnenden Haltung [Eng-03], die häufig mächtiger ist als der Leidens-

druck hin zur Innovation. Hjelt zur Folge ist dieser in der Bauwirtschaft auch

deshalb weniger stark ausgeprägt, weil der internationale Wettbewerb gerade bei

kleineren Unternehmen eine untergeordnete Rolle spielt [Hje-06]. Ein anderer

Grund für die mangelnde Innovationsbereitschaft ist, dass gerade KMU mit den im

Bauwesen üblicherweise geringen Gewinnmargen zu kämpfen haben. Für Techno-

logien mit schwer quantifizierbarer Kapitalrendite gehen sie daher nur ungern in

Vorleistung [Hje-06], [Com-99, S. 22].

Eine weitere Herausforderung stellen Geheimhaltungsvereinbarungen dar. Gerade

bei der modellbasierten Planung verkörpern native 3D-CAD-Daten nicht mehr nur

geometrische Objekte, sondern auch Know-How und Erfahrung in Sachen Kon-

struktionsmethodik und (parametrischem) Modellaufbau. Die Bauteileigenschaften

können zudem wichtige Informationen für die Bauausführung beinhalten, z. B. die

Reihenfolge der Bauwerkserrichtung oder einzelne, sicherheitsrelevante Aspekte

bei der Montage – mitunter also wirkliche Kernkompetenzen eines Unternehmens.

Werden diese Informationen ohne entsprechende Schutzmechanismen zentral für

alle Projektbeteiligten zur Verfügung gestellt, so hätten Wettbewerber, die mö-

glicherweise im Projekt als Partnerfirmen (ARGE) oder Subunternehmer fungieren,

die Möglichkeit, Wissen abzuschöpfen. Gleichzeitig muss im Sinne einer inte-


52

grierten, modellbasierten Arbeitsweise aber sichergestellt sein, dass z. B. der

Brückenplaner basierend auf dem nativen Trassenmodell weiterarbeiten kann. Mit

anderen Worten: es muss sichergestellt sein, dass bestimmte Dokumente nicht für

alle Projektbeteiligten gleichermaßen zugänglich sind [Gün-11b, S. 120]. Zentrales

Datenmanagement setzt also auch eine Menge Vertrauen voraus, das im Bau-

wesen aufgrund der temporären Projektarbeit weitaus schwieriger aufzubauen ist

als bei strategischen Partnerschaften, wie sie z. B. im Automobilbau üblich sind.

Es bietet sich daher an, dass ein neutraler Dritter die Plattform administriert und

betreibt (ASP-Lösung) [Bac-10]. Bei virtuellen Projekträumen funktioniert dieses

Prinzip bereits ausgezeichnet, zudem ist auch die Finanzierungsfrage inzwischen

passabel gelöst (vgl. hierzu Abschnitt 2.1.2, Virtuelle Projekträume).

Gerade im Straßen- und Brückenbau ist es aber auch sehr gut vorstellbar, dass

der Betreiber bzw. Bauherr – also für gewöhnlich die öffentliche Hand oder ein

Generalunternehmer (PPP-Modelle) – eine eigene Datenmanagement-Plattform be-

reitstellt. Denn bekanntlich hat der Bauherr in seiner Funktion als Betreiber nicht

nur den größten Nutzen einer lückenlosen Baudokumentation, sondern auch das

Recht, dass seine Bauprojekte geordnet, mangelfrei, möglichst rasch, transparent

und damit kostengünstig abgewickelt werden. Daher sollte er den Einsatz einer

systematischen Dokumentation bereits bei der Ausschreibung verbindlich fordern

[Gün-11b, S. 121].

2.5 Fazit zum Status Quo bei der Verwaltung von Baupro-

jektdaten

Die Ausführungen in den Abschnitten 2.1, 2.2 und 2.3 verdeutlichen, wie wertvoll

ein systematisch modellbasiertes Management von Informationen für die Baupro-

jektabwicklung ist. Sowohl im industriellen Umfeld als auch im wissenschaftlichen

Bereich wurden bereits weitreichende Fortschritte gemacht.

Dennoch fokussieren sämtliche für das Bauwesen am Markt verfügbaren Daten-

management-Konzepte nur bestimmte Phasen des Bauwerkslebenszyklus. Auch

bei großen Bauherren, wie beispielsweise Autobahndirektionen, existiert bislang

keine durchgängige Datenmanagement-Plattform, die ein Informationsmanage-

ment über den gesamten Lebenszyklus einer Baumaßnahme ermöglicht. Zahlrei-

che wichtige Informationen für die Bauwerksinstandhaltung liegen daher nicht oder


53

nur unzureichend vor (vgl. auch Abschnitt 1.3) [Gün-11b, S. 11]. Auch die modell-

basierte Projektabwicklung ist in der Baupraxis bislang noch nicht verankert.

Im Rahmen zahlreicher Forschungsprojekte wurden daher neuartige Datenmana-

gement-Technologien vorangetrieben. Eine branchenspezifische Lösung für eine

durchgängige, modellbasierte und lebenszyklusorientierte Verwaltung aller Projekt-

daten fehlt jedoch weiterhin. Die in Abschnitt 1.3 identifizierte Forschungslücke ist

damit bestätigt. Abbildung 2-10 gibt einen abschließenden Überblick über die ver-

fügbaren Datenmanagement-Technologien und deren typisches Einsatzspektrum.

Abbildung 2-10: Datenmanagement-Technologien und deren Einsatz in den unterschied-

lichen Phasen eines Bauprojekts; dunkel dargestellt sind Systeme, die eine modellbasierte

Verwaltung gestatten

Bauprozess

Betrieb

Produktmodell-Server

DMS

PDM-Systeme

Straßendatenbanken

ERP-Systeme

Elektronische

Bautagebücher

GIS-Systeme

Lebensdauerma-

nagement Systeme

CAFM-Systeme

BauPlanungEntwurf

Erweiterte Produktmodell-Server

3 Überblick über die Abläufe und Akteure im Straßen- und Brückenbau

54

3 Überblick über die Abläufe und Akteure im

Straßen- und Brückenbau

In Straßen- und Brückenbauprojekten müssen zahlreiche Akteure über einen

langen Zeitraum koordiniert werden. Die Abläufe sind daher äußerst komplex,

müssen jedoch bei der Entwicklung einer modellbasierten, lebenszyklusorientierten

Datenmanagement-Plattform berücksichtigt werden. Das vorliegende Kapitel be-

reitet die Prozesse und Akteure im Straßen- und Brückenbau daher systematisch

auf und dient der Entwicklung eines Zugriffskonzepts für alle Baubeteiligten in den

verschiedenen Projektphasen37 (vgl. hierzu Abschnitt 4.3.3).

3.1 Die Projektphasen des Straßen- und Brückenbaus

Für die Strukturierung von Bauprozessen existieren klare Richtlinien, z. B. die

Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI). Sie basiert auf sequen-

ziellen Projektphasen, die in Grundleistungen und besondere Leistungen gegliedert

sind [Gre-05, S. 13]. Diese regeln die Vergütung der Architekten und Ingenieure

und bestehen aus

Grundlagenermittlung

Vorplanung (Projekt- und Planungsvorbereitung)

Entwurfsplanung (System- und Integrationsplanung)

Genehmigungsplanung

Ausführungsplanung

Vorbereitung der Vergabe

Mitwirkung bei der Vergabe

Objektüberwachung (Bauüberwachung)

Objektbetreuung und Dokumentation [Sch-02b, S. 324 ff].

Die HOAI ist dabei auf Honorartafeln und Leistungen von Architekten im Hochbau

ausgerichtet und weist eine strikte Phasentrennung auf. Zudem beschreibt sie

lediglich Aufgabenpakete, regelt aber nicht den Projektablauf [Lin-05, S. 90]. Die

37 Inhalte dieses Abschnittes wurden im Rahmen der Studienarbeit [Fml-11b] untersucht


55

besonderen Prozesse im Straßen- und Brückenbau werden daher nur bedingt

wiedergegeben. Weitere Ansätze, den Projektablauf im Bauwesen zu strukturieren,

beschreiben z. B. der Verband der Projektmanager in der Bau- und Immobilienwirt-

schaft [Koc-10, S.183ff] sowie Bauer [Bau-07, S. 9 ff.]. Letzterer gliedert die anfal-

lenden Abläufe dabei in

Grundlagenermittlung

Vorplanung

Entwurfsplanung

Ausführungsplanung

Genehmigungsverfahren


Ausführung und Abnahme.

Auch hier muss allerdings konstatiert werden, dass nicht alle für den Straßen- und

Brückenbau maßgeblichen Abläufe integriert sind. So startet z. B. die Planungs-

phase mit einer Bedarfsplanung, die notwendige Infrastrukturbauprojekte zunächst

auflistet und priorisiert. Dann erst erfolgen Grundlagenermittlung und Vorplanung,

die zumeist parallelisiert ablaufen und daher nur schwer voneinander abgrenzbar

sind. Die Genehmigung erfolgt später im Rahmen des Planungsfeststellungsver-

fahrens, aus dem der Feststellungsentwurf des Bauprojekts hervorgeht. Dieser ist

wiederum Voraussetzung für die Ausführungsplanung. Demnach kommt es in der

Realität zu Überlappungen in den Bereichen Planung und Genehmigung. In Bauers

Modell findet überdies die Betriebsphase keine Berücksichtigung, außerdem sind

Straßenbaumaßnahmen in zahlreiche, voneinander unabhängige Bauabschnitte

gegliedert. Unter Beachtung all dieser Aspekte können die Abläufe im Straßen-

und Brückenbau daher wie in Abbildung 3-1 dargestellt zusammengefasst werden.


56

Abbildung 3-1: Phasenmodell für einen Bauabschnitt in Straßen- und Brückenbauprojekten

(eigene Darstellung nach [Fml-11b, S. 27])

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57

3.1.1 Planung und Genehmigung

Bedarfs- und Vorplanung

Die Planungs- und Genehmigungsphase besteht aus sequenziell ablaufenden Teil-

prozessen. Wird im Rahmen der Bedarfsplanung eine Straßen- und Brückenbau-

maßnahme für notwendig erachtet, so beginnt das Projekt mit der Vorplanung.

Hier wird die Linienführung der Trasse bestimmt. Maßgeblich dafür ist eine Um-

weltverträglichkeitsstudie, die von unabhängigen Sachverständigen erstellt wird.

Daneben werden Gutachten hinsichtlich Bodenbeschaffenheit und Lärmbelastung

eingeholt. Auf dieser Grundlage sind dann mehrere Trassenvarianten zu entwickeln

und bezüglich Verkehrssicherheit und Kosten abzuschätzen. Ergebnis ist eine Vor-

zugsvariante hinsichtlich der Trassierung, die dann weiter verfolgt wird [Roh-08,

S. 14 ff.].

Entwurfsplanung

Direkt an die Vorplanung schließt die Entwurfsplanung an. Sie konkretisiert die Vor-

zugsvariante. Der daraus resultierende Vorentwurf umfasst die Berechnung der

Flächeninanspruchnahme sowie der überschlägigen Kosten. Neben Anforderungen

hinsichtlich des Naturschutzes (FFH38-Verträglichkeitsprüfung) muss zudem basie-

rend auf dem Handbuch zur Bemessung von Straßenverkehrsanlagen ein rei-

bungsloser Verkehrsablauf nachgewiesen werden. Mit einem ersten Sicherheitsau-

dit, dessen Ergebnis in die anschließende Genehmigungsphase einfließt, schließt

die Entwurfsplanung [For-05, S. 13 ff.].

Genehmigungsplanung

In der Genehmigungsplanung wird der Vorentwurf zum Feststellungsentwurf aus-

gearbeitet. Dieser beinhaltet neben einem Bauwerksverzeichnis auch einen detail-

lierten Grunderwerbsplan. Im Rahmen des Planfeststellungsverfahrens wird der

Entwurf geprüft. Ergebnis ist der Planfeststellungsbeschluss, der über die Geneh-

migung des Projektes entscheidet. Eventuelle Auflagen müssen im Rahmen der

Ausführungsplanung entsprechend berücksichtigt werden [Bay-09, Art. 72 ff.].

38 die Fauna-Flora-Habitat (FFH)-Richtlinie ist eine seit 1992 allgemein gültige Naturschutz-Richt-linie der Europäischen Union


58

Ausführungsplanung

Die Ausführungsplanung schließt die Planungs- und Genehmigungsphase ab. Da-

bei werden alle für die Ausschreibung nötigen Angaben und Pläne angefertigt bzw.

gesammelt. Dazu zählen beispielsweise Absteckpläne, Querprofile, die Brücken-

statik oder Bauablaufpläne. Im Rahmen eines abschließenden Sicherheitsaudits

werden sämtliche Unterlagen final geprüft [Roh-08, S. 14 ff.].

3.1.2 Bauvorbereitung


Die Bauvorbereitung startet mit einer öffentlichen Ausschreibung durch den Bau-

herrn, in der Angebote für die Abwicklung einzelner Baulose39 eingeholt werden.

Am Submissionstermin werden diese dann analysiert, wobei die wirtschaftlichste

Offerte den Zuschlag erhält (Vergabe).

Baustelleneinrichtung

Steht die Vergabe der Baulose fest, so beginnen die bauausführenden Unterneh-

men in der Regel sehr zeitnah mit der Untervergabe von Aufträgen sowie der Ein-

richtung der Baustelle. Diese umfasst die Auslegung benötigter Ressourcen sowie

deren räumliche und zeitliche Koordination. So werden im Rahmen der Baustellen-

einrichtung z. B. Großgeräte wie Krane und Baumaschinen, aber auch Lager-

flächen, Zufahrtsstraßen und Sicherheitseinrichtungen dimensioniert und geplant

[Gün-11b, S. 226 ff.], [Bau-07, S. 592 ff.].

3.1.3 Bauausführung

Brückenbau

Ist die Bauvorbereitung abgeschlossen, kann der Bau der Trasse starten. Aufgrund

der vergleichsweise langen Bauzeiten werden dabei in der Regel zunächst alle

Brücken fertiggestellt und dann mit der Straße vereinigt. Der Brückenbau beginnt

mit der Herstellung des Fundaments, das je nach Bodenbeschaffenheit als Flach-

oder aufwändigere Tiefgründung ausgeführt wird. Darauf folgend werden Wider-

lager und eventuelle Stützen errichtet, danach der Überbau erstellt. Hierfür kom-

39 Linienbaustellen werden zur rascheren Fertigstellung in mehrere Abschnitte (=Baulose) unterteilt, die evtl. von unterschiedlichen Bauunternehmen erstellt werden


59

men je nach Einsatzfall unterschiedliche Methoden wie das Taktschiebe-, Freivor-

bau- oder Vorschubgerüstverfahren zur Anwendung, die hier nicht näher beschrie-

ben werden sollen. Zum Schluss werden die Widerlager mit Erdreich hinterfüllt und

das Bauwerk mit der Straße verbunden.

Straßenbau

Parallel zum Brückenbau werden bereits Teile der Straße gefertigt. Je nach Linien-

führung beginnen die Erdarbeiten mit dem Auf- bzw. Abtrag von Boden, um das

gewünschte Streckenprofil zu erzeugen. Nach der Erstellung und Verdichtung des

Planums kann der Straßenoberbau erzeugt werden. Dieser besteht aus einer Frost-

schutz- und einer Tragschicht. Abhängig vom Straßenmaterial werden dann ent-

weder eine Betonschicht, oder aber eine Asphalttrag-, Binder- und Deckschicht

aufgebracht [Ric-08, S. 332 ff]. Markierungen, Schilder und Leitplanken sowie ge-

gebenenfalls Lärmschutzeinrichtungen oder Stützmauren schließen die Straßen-

bauarbeiten ab. In einigen Regionen sind zudem Tunnel ein wesentlicher Bestand-

teil der Straße, die in dieser Arbeit jedoch nicht Gegenstand der Untersuchung

sind (vgl. hierzu Abschnitt 1.3).

3.1.4 Betrieb

Nach der Abnahme durch den Bauherrn wird die Straße für den Verkehr freigege-

ben. Während der Betriebsphase fallen Wartungs- und Instandsetzungsmaßnah-

men an. Letztere umfassen z. B. Renovierungsarbeiten wie Fahrbahnerneuerungen

bei Frostschäden oder Spurrillen sowie den Tausch von defekten Brückenlagern.

Hinzu kommen regelmäßige Wartungsarbeiten wie Reinigung, Winterdienst oder

Grünpflege, die in der Regel durch die Straßenmeisterei erfolgen.

3.2 Die Akteure des Straßen- und Brückenbaus

Die in Abschnitt 3.1 vorgestellten Abläufe sind eine wichtige Säule der Konzeptent-

wicklung einer Datenmanagement-Lösung für Straßen- und Brückenbauprojekte.

Neben den Projektphasen sind zusätzlich Informationen über die verschieden

Akteure und ihr Wirken in den einzelnen Bauprozessen nötig, um den jeweiligen

Rollen später eine maßgeschneiderte Projektsicht bereitzustellen.


60

3.2.1 Bauherr

Zentraler Akteur einer Infrastrukturbaumaßnahme ist der Bauherr. In der Regel wird

dieser durch die öffentliche Hand repräsentiert, bei Betreibermodellen wird die

Rolle gemeinsam mit einem Unternehmen ausgefüllt. Initiiert durch den Bundes-

verkehrswegeplan entscheidet sich der Bauherr zur Durchführung eines Vorhabens

und definiert die Bauaufgabe. Er ist zudem für die Ausschreibung und Vergabe

sämtlicher Leistungen zuständig, erwirbt die erforderlichen Grundstücke, holt Ge-

nehmigungen ein und stellt die finanziellen Mittel zur Entlohnung der Projektbe-

teiligten bereit. Darüber hinaus koordiniert, steuert und überwacht der Bauherr die

einzelnen Tätigkeiten während der Bauausführung und ist für den späteren Betrieb

verantwortlich. Hierbei anfallende Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten werden

häufig an private Dienstleister vergeben [Bau-07, S. 24 f.].

3.2.2 Baubehörde

Die für eine Baumaßnahme zuständige Baubehörde (Bauamt) prüft im Rahmen des

Raumordnungsverfahrens, ob das Vorhaben mit den Zielen und Grundsätzen der

Raumplanung übereinstimmt. Außerdem erteilt die Bauaufsichtsbehörde im Zuge

des Planfeststellungsverfahrens die Baugenehmigung [Roh-08, S. 14 ff.].

3.2.3 Fachingenieure

Für die Planung, Bauvorbereitung und -ausführung sind im Straßen- und Brücken-

bau verschiedene Fachingenieure erforderlich. Abhängig von ihrer Disziplin sind sie

z. B. für Bauwerkskonstruktion, Vermessung, Verkehrsplanung oder Kalkulationen

zuständig. Ihre zu erbringenden Leistungen sind im HVA F-StB40 geregelt [Bun-10b

Abschnitt 2.3, S. 1 ff.].

3.2.4 Sachverständige

Zahlreiche Arbeitsergebnisse von Fachingenieuren basieren auf Gutachten, die von

Sachverständigen erstellt werden. So hat z. B. die Umweltverträglichkeitsstudie

entscheidenden Einfluss auf die Linienführung, das Bodengutachten hingegen auf

die Art der Bauwerksgründung. Im Rahmen von Sicherheitsaudits überprüfen

40 Handbuch für die Vergabe und Ausführung von freiberuflichen Leistungen der Ingenieure und Landschaftsarchitekten im Straßen- und Brückenbau


61

Sachverständige zudem die Qualität von Entwürfen der Planer. In der Nutzungs-

phase sind sie unterdessen bei Brückenprüfungen, die in der DIN 1076 geregelt

sind, aktiv [Bun-10b Abschnitt 5 TVB-Prüf, S. 1 ff.].

3.2.5 Bauunternehmen

Ist die Planungsphase für den Straßen- und Brückenbau abgeschlossen, werden

Tief- und Spezialtiefbauunternehmen mit der Ausführung beauftragt. Letztere

führen besonders komplexe Aufgaben, wie z. B. Tiefgründungen durch. Auf der

Baustelle sind die zuständigen Bauleiter und Poliere für eine reibungslose Ab-

wicklung zuständig. Meistens fungiert ein großes Bauunternehmen dabei als Gene-

ralunternehmen, das entsprechende Subunternehmer beauftragt. Handelt es sich

um ein PPP-Projekt (vgl. hierzu Abschnitt 1.2), werden zudem in der späteren Nut-

zungsphase auch Wartungsaufträge vom betreibenden Firmenkonsortium durch-

geführt.

3.3 Bauprojektphasen und deren Akteure

Abbildung 3-2 zeigt einen abschließenden Überblick über das Zusammenspiel

zwischen Bauherren, Behörden, Fachingenieuren, Sachverständigen und Bauun-

ternehmen in Straßen- und Brückenbaumaßnahmen. Das zu entwickelnde Daten-

management-System muss allen Beteiligten in sämtlichen Projektphasen die je-

weils relevanten Daten bereitstellen.


62

Abbildung 3-2: Akteure in Straßen- und Brückenbauprojekten und deren Aufgaben (eigene

Darstellung nach [Fml-11b, S. 40])

Bauherr /

ProjektleitungBauunternehmen BehördenSachverständigeFachingenieure

Feststellungs-

entwurf

Vorentwurf

Bauentwurf

Linienentwurf

Planfeststel-

lungsverfahren

Raumord-

nungsverfahren

BeauftragungBaustellen-

einrichtung

Umweltverträg-

lichkeitsstudie

Bodengut-

achten

Schallschutz-

gutachten

Beauftragung

Sicherheits-

audit

Leistungs-

verzeichnis

Beauftragung Instandhaltung

Bet

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Pla

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ng u

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Bau

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Bau

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Bauausführung

Wartung

4 Konzeption eines modellbasierten, lebenszyklusorientierten Datenmanagement-Ansatzes für den Straßen- und Brückenbau

63

4 Konzeption eines modellbasierten, lebenszyklus-

orientierten Datenmanagement-Ansatzes für den

Straßen- und Brückenbau

Eine intelligent strukturierte, digitale Projektdatenverwaltung wirkt sich positiv auf

ein kostengünstiges Bauen und Betreiben aus (vgl. hierzu Kapitel 1 und 2). Ins-

besondere bei Straßen- und Brückenbaumaßnahmen, die üblicherweise lange Pro-

jektlaufzeiten und Nutzungsdauern aufweisen, ist eine derartige Plattform für alle

beteiligten Akteure (vgl. hierzu Kapitel 3) äußerst wertvoll. Das im folgenden Kapitel

vorgestellte Datenmanagement-Konzept greift die in den Abschnitten 1.3 und 2.5

identifizierte Forschungslücke einer lebenszyklusorientierten, modellbasierten Pro-

jektabwicklung im Bauwesen auf. Es kann in Entwurf, Planung, Bau und Betrieb

bei einem Generalunternehmer, der öffentlichen Hand oder als ASP-Lösung (vgl.

hierzu Abschnitt 2.1.2) eingesetzt werden.

4.1 Anforderungen an ein Datenmanagement-Konzept für

den Straßen- und Brückenbau

Um ein geeignetes IT-System für die projektphasenübergreifende, modellbasierte

Datenverwaltung im Bauwesen zu entwickeln, müssen zunächst die Anforder-

ungen systematisch ermittelt werden. Im Rahmen einer umfassenden Recherche

wurden daher zunächst die relevanten Abläufe und Akteure (vgl. hierzu Kapitel 3)

identifiziert sowie entsprechende Literatur analysiert41. In zahlreichen Interviews

und Arbeitstreffen mit Bauunternehmern, Bauplanern und Projektsteuerern wurden

die Anforderungen anschließend auf ihre Relevanz für den Straßen- und Brücken-

bau geprüft und konkretisiert (Abbildung 4-1). Zusätzlich floss die Analyse

zahlreicher Pilotbaustellen im Rahmen des Bayerischen Forschungsverbundes

ForBAU in die Anforderungsdefinition ein [For-10, S.309 ff.].

41 Es sei in diesem Zusammenhang z. B. auf [Bjö-03], [Van-08], [Num-06], [Min-08], [Sco-03], [Lue-01], [Bjö-06], [Reg-96] verwiesen.


64

Abbildung 4-1: Datenmanagement-Workshop mit Experten aus den Bereichen Bauplanung,

-ausführung und -software [Tum-11]

Anschließend wurden die ermittelten Anforderungen in einem Projektteam klassifi-

ziert und verdichtet (vgl. hierzu die folgenden Abschnitte 4.1.1 bis 4.1.7).

4.1.1 Zugriffs- und Rechteverwaltung

Eine wesentliche Anforderung des unternehmensübergreifenden Datenmanage-

ments ist der sichere, nutzerspezifische Zugriff auf Projektinformationen. So sollen

gewisse Dokumente zwar für bestimmte, nachgelagerte Fachbereiche verfügbar

sein, nicht aber automatisch für alle Projektbeteiligten. Das bedeutet, dass bei-

spielsweise der Brückenplaner auf die nativen CAD-Daten der Trassenplanung

zugreifen soll, gleichzeitig aber Geheimhaltungsvereinbarungen gewahrt bleiben

müssen. Bestimmten Beteiligten ist folglich nur Lesezugriff auf einen vom Original

abgeleiteten Neutraldatensatz (z. B. PDF) einzuräumen (vgl. hierzu Abschnitt 2.4).

Hierfür ist ein präzise konfigurierbares Rechtemanagement-Modul erforderlich, das

sowohl gruppen- als auch rollenspezifisch anpassbar ist. Dadurch können zu

Projektstart neue Nutzer sehr einfach einer vordefinierten Gruppe (z. B. General-

unternehmen) zugeordnet werden und erhalten somit entsprechende Zugriffs-

rechte. Innerhalb dieser Gruppe agieren sie dann in einer bestimmten Rolle (z. B.

Polier), die eventuell weitere Aktionen zulässt.

Darüber hinaus sollen die Rechte abhängig vom Reifegrad eines Datensatzes an-

passbar sein. Das bedeutet, dass z. B. Dokumente in der Entwurfsphase nur vom

Ersteller änder- und einsehbar sind. Werden diese nach der Bearbeitung im Rah-

men eines elektronischen Prüfprozesses z. B. mit dem Status geprüft versehen


65

(vgl. hierzu Abschnitt 4.1.4), müssen sie hingegen auch für weitere Projektbeteiligte

verfügbar, das heißt lesbar und im System über eine Suchfunktion auffindbar sein.

4.1.2 Änderungs- und Versionsmanagement

Das Rechtemanagement regelt, ob bestimmte Projektbeteiligte einzelne Elemente

der Datenplattform ändern dürfen oder nicht. Besitzt ein Nutzer das Recht, Änder-

ungen an einem Datensatz vorzunehmen, so sollen Änderer und Änderungszeit-

punkt vom System automatisch protokolliert werden. Außerdem muss die parallele

Bearbeitung desselben Datensatzes ausgeschlossen sein, um inkonsistente Daten

zu vermeiden. Da alte Stände zu Dokumentationszwecken aufbewahrt werden

sollen, sind überarbeitete Fassungen stets als neue, aktuelle Version anzulegen.

So wird der alte Datensatz lediglich ungültig, nicht aber überschrieben.

4.1.3 Objektorientierte, modellbasierte Ablagestruktur

Während eines Bauprojekts entstehen zahlreiche Daten und Dokumente (vgl. hier-

zu Abschnitt 1.3). Um diese klar zu strukturieren, sind miteinander in Beziehung

stehende Informationen über Relationen zu verknüpfen. Besonders übersichtlich

sind dabei Ablagesysteme, die sich an der Produktstruktur der Baumaßnahme

orientieren. Die hierarchische Gliederung des 3D-Modells in seine verschiedenen

Bauobjekte, -elemente und -teile soll daher das Grundgerüst für ein integriertes

Modell- und Dokumentenmanagement darstellen. Dabei muss der Anwender auf

einzelne Elemente zugreifen können, ohne das gesamte Modell für die übrigen

Projektbeteiligten zu sperren. Nur so ist eine effektive gemeinsame Arbeit an einem

Gesamtmodell möglich (Concurrent Engineering).

Diese bauteilorientierte Verwaltung muss ihrerseits wiederum in eine hierarchische

Projektstruktur eingebunden sein. Denn erst dann können verschiedene Bauab-

schnitte, deren Projektphasen sowie die zugehörigen 3D-Modelle und Dokumente

systematisch gegliedert werden (Abbildung 4-2). Ergebnis ist eine übersichtliche

und verständliche Dokumentation aller Projektinformationen, die für alle Beteiligten

klar nachvollziehbar ist. Zu beachten ist in diesem Zusammenhang, dass bestimm-

te Daten oft mehreren Elementen zugeordnet werden müssen. So beinhalten z. B.

einzelne LV-Positionen oft Anforderungen an Bereiche, die sich über mehrere

Bauteile erstrecken.


66

Abbildung 4-2: Beispiel einer einfachen Projekt- und Produktstruktur

4.1.4 Status- und Workflow-Management

Eine leistungsfähige Status- und Workflow-Verwaltung ist ein wesentlicher Bau-

stein für die lebenszyklusorientierte Fortschrittskontrolle und Zugriffssteuerung

aller Projektdaten. Sie muss deshalb integraler Bestandteil der Projektplattform

sein. Der Status gibt dabei Aufschluss über den Reifegrad eines Datensatzes.

Beispiele für verschiedene Status sind in Bearbeitung, geprüft oder Baufreigabe

erteilt. Es ist zu beachten, dass ein Bauwerk über seinen Lebenszyklus zahlreiche

Status annehmen kann. Für eine gezielte Projektfortschrittskontrolle müssen all

diese vom System abgebildet werden.

Der Übergang eines Ausgangs- in einen Folgestatus (Workflow-Management) ist

dabei abhängig von der Art und dem Reifegrad des Datensatzes durch unter-

schiedliche Rollen in entsprechenden Gruppen auszulösen (vgl. hierzu Abschnitt

4.1.1). Das bedeutet, dass z. B. der Statuswechsel von geprüft nach Baufreigabe

erteilt nur von einem Nutzer der Rolle Bauleiter (Auftraggeber) aus der Gruppe

Bauausführung erfolgen kann. Demnach soll die Projektplattform sämtliche Nutzer

über aktuell zu prüfende Inhalte informieren. Sind für bestimmte Statusübergänge

mehrere Entscheider erforderlich, so ist auch das vom System entsprechend abzu-

Objekt A

…

…

Bauelement a

Bauabschnitt 01

Bauprojekt Z

Bauteil a1

Dokument 001

Dokument 002

…

…


67

bilden (Mehraugen-Prinzip). Wird hingegen ein Statuswechsel von bestimmten Per-

sonen bewusst nicht vollzogen, z. B. aufgrund unzureichender Arbeitsergebnisse,

so muss dieser mit Anmerkungen zur Überarbeitung versehen (Redlining) an den

ursprünglichen Bearbeiter zurückgesendet werden können.

Derartige Workflow-Prozesse müssen möglichst flexibel definierbar sein, da die

Abläufe für jedes Bauprojekt variieren können und somit anzupassen sind.

Außerdem sind für die verschiedenen Status unterschiedliche Zugriffsrechte zu

vergeben. Daneben sollen auch mehrere Datensätze gleichzeitig in einen Folge-

status überführt werden können. Wurde nämlich z. B. ein Bauelement fertiggestellt,

so ist der Statusübergang zugleich auf all seine Einzelbauteile anzuwenden.

4.1.5 Anwenderergonomie

Neben funktionalen Anforderungen ist eine möglichst klar gegliederte und be-

nutzerfreundliche Software-Oberfläche eminent wichtig. Die zahlreichen Beteiligten

und der temporäre Projektcharakter lassen zeit- und kostenintensive Schulungen

allein aus wirtschaftlichen Gründen nicht zu. Zudem entsteht für den Einzelnen

durch den Import von Arbeitsergebnissen auf die Datenplattform zunächst zusätz-

licher Aufwand. Ist die Benutzerführung überdies mangelhaft, sind Akzeptanzpro-

bleme zu erwarten.

Personalisierte Oberfläche

Eine personalisierte Oberfläche hilft dabei, diese zu minimieren. Jedem Nutzer

muss dort die Möglichkeit eingeräumt werden, individuelle Einstellungen vorzuneh-

men. Außerdem soll das System eine mehrsprachige Oberfläche für Menüs, Reiter

und Metadaten bieten, um länderübergreifende Baumaßnahmen optimal zu unter-

stützen. Auch persönliche Favoriten, die vom Benutzer einfach angelegt werden

können, sind äußerst hilfreich. Häufig benötigte Daten sind somit schnell im Zugriff.

So muss z. B. der Bauherr die Möglichkeit haben, einen Favoriten anzulegen, der

die Projektdatenbank nach Objekten durchsucht, die in den vergangenen Tagen

fertiggestellt wurden. Zur besseren Übersicht sollen zudem einzelne Kommandos

der Menüleiste und Funktionalitäten, die von bestimmten Nutzergruppen nicht be-

nötigt werden, deaktiviert werden können.


68

Schnittstellen und Integrationen

Bei der Verwendung des Datenmanagement-Systems sollen bekannte Verhaltens-

muster der Anwender möglichst unangetastet bleiben. Unabhängig vom Quellsys-

tem müssen daher sämtliche Dokumente per Drag & Drop in die Projektplattform

importiert werden können. Außerdem ist eine Direktintegration häufig genutzter

Autorensysteme sinnvoll, damit der Benutzer seine gewohnte Arbeitsumgebung für

den Importvorgang nicht verlassen muss. Daher sind Daten aus CAD-, Office- und

Mail-Systemen direkt per Plugin an die Datenplattfom zu übermitteln. Die Ver-

schlagwortung der Daten soll dabei geführt verlaufen, z. B. über einen Wizard42.

Möglichst viele Attribute wie z. B. der Betreff einer importierten E-Mail sollen ferner

automatisch erkannt und übernommen werden.

Da bei zahlreichen Projektbeteiligten spezielle Anwendungen wie beispielsweise

CAD-Systeme nicht installiert sind, ist zudem ein integrierter Datei-Viewer für die

reibungslose Zusammenarbeit unbedingt erforderlich. Alle Akteure sind dadurch in

der Lage, sämtliche Datensätze unabhängig von lokal installierten Anwendungen

einzusehen bzw. Markierungen anzufügen. Darüber hinaus soll aufgrund der unter-

nehmensübergreifenden Implementierung ein Zugriff mit unterschiedlichen Be-

triebssystemen möglich sein. Es bietet sich daher eine webbasierte Datenplattform

an, die betriebssystemunabhängig ist und weder eine Client-Installation noch

lokale Updates erfordert.

Da sich Straßen- und Brückenbaustellen oft über mehrere Kilometer erstrecken, ist

zudem eine anschauliche Visualisierung von positionsbezogenen Projektinfor-

mationen erforderlich. Darüber hinaus müssen Fortschritts- und Wartungsdaten

von der Baustelle über eine einfache, mobile Softwarelösung an die zentrale Platt-

form übertragen werden, um den Polier bzw. Bauleiter möglichst wenig zu be-

lasten.

4.1.6 Administration und Customizing

Bauprojekte haben im Allgemeinen Unikatcharakter. Selbst ähnliche Baumaßnah-

men weisen stets unterschiedliche Akteure, Status, Freigabeprozesse und Doku-

42 Ein Wizard ist eine Oberfläche am Computer, die den Anwender bei der Dateneingabe mit Hilfe von Dialogen führt.


69

mente auf. Die Anpassung der Plattform an die spezifischen Projektanforderungen,

z. B. hinsichtlich

Status- und Workflowvorlagen

Benutzer- und Rechteverwaltung oder

Dokumenttypen

soll demnach hochflexibel, aber dennoch einfach handhabbar sein. Das System

muss daher in hohem Maße konfigurierbar sein. Das bedeutet, dass im Gegensatz

zum tendenziell arbeitsintensiven Customizing möglichst wenig Programmierauf-

wand für Änderungen entstehen darf. Bestenfalls existieren rasch anpassbare Vor-

lagen, z. B. für Gruppen, Rollen oder Status.

4.1.7 Infrastruktur und Datensynchronisation

Eine wesentliche Basis für die zentrale Projektdatenverwaltung ist eine zuver-

lässige Datenverbindung. Alle Beteiligten müssen einwandfrei mit der Plattform

kommunizieren können. In technisch hochentwickelten Staaten stellt das ein ge-

ringeres Problem dar als in Schwellenländern, deren Infrastruktur weniger stark

ausgeprägt ist. Gerade diese zeichnen sich jedoch durch enormes Wachstum und

damit auch hohe Bautätigkeit aus [Gün-11b, S. 122]. Das Datenmanagement-

System muss daher replikationsfähig43 sein, um die Verfügbarkeit auch bei einem

temporären Verbindungausfall zum zentralen Server zu gewährleisten.

Darüber hinaus wäre es ideal, wenn sich unternehmensinterne Datenmanagement-

Systeme mit der unternehmensübergreifenden Projektplattform abgleichen. Das

wiederum bedingt allerdings standardisierte Projekt-, Objekt- und Dokument-

kataloge, da eine individuelle Schnittstelle zu sämtlichen unternehmensinternen

Systemen für die temporäre Zusammenarbeit unrentabel erscheint. Obwohl diese

Standards voraussichtlich mittelfristig nicht verfügbar sind (vgl. hierzu Abschnitt

2.2.2), soll das System eine derartige Synchronisation zumindest prinzipiell unter-

stützen.

43 unter Replikation versteht man die mehrfache Speicherung derselben Daten an unterschiedli-chen Standorten sowie deren Synchronisation


70

4.1.8 Fazit: Wesentliche Anforderungen an ein Datenmanagement-

Konzept für den Straßen- und Brückenbau

Im Rahmen einer umfassenden Literaturrecherche sowie zahlreichen Interviews

und Arbeitstreffen mit Bauunternehmern, Bauplanern und Projektsteuerern wurden

die Anforderungen für ein modellbasiertes, lebenszyklusorientiertes Datenmanage-

ment-System für den Straßen- und Brückenbau systematisch analysiert (vgl. hierzu

Abschnitte 4.1.1 bis 4.1.7). Abbildung 4-3 zeigt eine Zusammenfassung der we-

sentlichen Anforderungen in Form einer Mind Map44.

Abbildung 4-3: Wesentliche Anforderungen an ein modellbasiertes, lebenszyklusorientiertes

Datenmanagement-System für den Straßen- und Brückenbau

Abbildung 4-3 verdeutlicht, dass die Konzeptionierung, Implementierung und der

Betrieb einer unternehmensübergreifenden Datenplattform aufgrund der Fülle an

Anforderungen aufwändig sind. Gerade in der Startphase eines Bauprojekts wer-

den zeitliche und monetäre Ressourcen für die Einrichtung und Anpassung gebun-

den. Eine Projektplattform, die den in Abschnitt 4.1 definierten Anforderungen

genügt, amortisiert sich daher erst ab einem gewissen Projektvolumen. Dann aber

überwiegen die in Abschnitt 2.3 dargestellten Vorteile deutlich [Stu-07].

44 zu Deutsch: Gedankenlandkarte; Mind Mapping dient der Auflistung, Strukturierung und Darstel-lung von miteinander in Beziehung stehenden Begriffen [Lin-09, S. 250].

Datenmanagement

im Straßen- und Brückenbau

Technische Anforderungen

Produktstrukturmanagement

3D-Modell-, Zeichnungs- und Dokumentverwaltung

CAD-Schnittstelle

Concurrent Engineering

Datensynchronisation in einem integrierten Verbundsystem

Zugriffskontrolle

Versionierung

Workflow-Management

Projektmanagement

Anpassbare Benutzeroberfläche

(inkl. deren Visualisierung) Abschnitte 4.1.3, 4.1.5

Abschnitt 4.1.3

Abschnitt 4.1.5

Abschnitt 4.1.7

Abschnitt 4.1.3

Abschnitt 4.1.1

Abschnitt 4.1.2

Abschnitt 4.1.4

Abschnitt 4.1.3

Abschnitt 4.1.5, 4.1.6


71

4.2 Bewertung und Auswahl einer Datenmanagement-

Basis für die Abwicklung von Straßen- und Brücken-

bauprojekten

Basierend auf den in Abschnitt 4.1 definierten Anforderungen soll nun eine geeig-

nete Datenmanagement-Basis für die Verwaltung von Straßen- und Brückenbau-

projekten identifiziert werden. Eine vollständige Neuentwicklung erscheint wenig

zweckmäßig, da für etliche Anforderungen bereits geeignete Lösungen existieren.

Zielführender ist es, die in den Abschnitten 2.1 und 2.2 identifizierten Software-

systeme durch Schnittstellen und Anpassungsprogrammierungen abzuwandeln

bzw. miteinander zu kombinieren. Die Datenmanagement-Basis darf daher keine

Spezialsoftware sein. Es muss sich stattdessen um ein generisches, flexibel änder-

bares System mit einer dokumentierten Programmierschnittstelle (Application Pro-

gramming Interface bzw. API) handeln.

Vorauswahl

Bevor die einzelnen Datenmanagement-Systeme daher einer gezielten Analyse

hinsichtlich der in Abschnitt 4.1 definierten Anforderungen unterzogen werden, er-

folgt zunächst eine Vorauswahl hinsichtlich des K.O.-Kriteriums45 „offene und er-

weiterbare Datenmanagement-Basis“ (Tabelle 4-1).

Aufgrund ihrer Systemarchitektur bieten sowohl

Dokumentenmanagement-Systeme (DMS)

PDM-Systeme

ERP-Systeme als auch


die Möglichkeit, ihren Funktionsumfang über Konfigurationen und Add-Ons zu er-

weitern. Sie bieten demnach eine offene und erweiterbare Basis für die zentrale

Ablage von Projektinformationen (vgl. hierzu Abschnitte 2.1 und 2.2). Als ge-

kapselte Spezialanwendungen sind hingegen

45 ein Knockout (K.O.)-Kriterium ist eine notwendige und hinreichende Bedingung zur Erfüllung ei-ner bestimmten Funktionalität


72

Projektmanagement-Systeme

Elektronische Bautagebücher

GIS-Systeme

CAFM-Systeme

Straßendatenbanken und

Lebensdauermanagement-Systeme

zu sehen. Ihr Anwendungsumfang ist klar abgegrenzt. Ein Customizing ist nicht

oder nur sehr eingeschränkt möglich. Sie werden daher im weiteren Auswahlpro-

zess nicht mehr berücksichtigt.

Tabelle 4-1: Vorauswahl von Datenmanagement-Systemen für die modellbasierte, lebens-

zyklusorientierte Bauprojektdatenverwaltung

Auswahl

Die endgültige Bewertung der vier verbleibenden Lösungen erfolgt auf Basis der

wesentlichen Anforderungen an ein modellbasiertes, lebenszyklusorientiertes

Datenmanagement-System für den Straßen- und Brückenbau. Es stellt sich

heraus, dass PDM-Systeme im vorliegenden Fall die am besten geeignete

Plattform darstellen (Tabelle 4-2).

Vorauswahl-Liste

K.O.-Kriterium:

offene und erweiterbare

Datenmanagement-Basis

Projektmanagement-Systeme

Dokumentenmangement-Systeme (DMS)

Produkdatenmanagement (PDM)-Systeme

Enterprise Ressource Planning (ERP)-Systeme

Elektronische Bautagebücher

Geoinformations (GIS)-Systeme

Computer-aided facility management (CAFM)-Systeme

Straßendatenbanken


Lebensdauermanagement-Systeme

Legende:

erfüllt nicht erfüllt


73

Tabelle 4-2: Vergleich von Instrumenten zur zentralen Bauprojektdatenverwaltung auf Basis

essentieller Anforderungen (vgl. hierzu auch Abbildung 4-3)

Produktmodell-Server weisen Schwächen im Workflow- und Projektmanagement

auf, zudem existiert klassischerweise kein integriertes Modell- und Dokumenten-

management. Damit ist eine parallele Verwaltung von 2D-Plänen und 3D-Modellen

nicht möglich. Auch eine Ablage von Plänen für Bereiche, für die (noch) kein 3D-

Modell erstellt wurde, ist folglich ausgeschlossen. Bei PDM-Systemen ist das reali-

sierbar, ohne dabei auf eine objektorientierte Ablagestruktur verzichten zu müssen.

Größtes Manko von Modellservern ist allerdings, dass bislang noch kein standard-

isiertes IFC-Format für den Straßen- und Brückenbau existiert. Modellserver sind

daher nur im Hochbau einsetzbar (vgl. hierzu auch Abschnitte 2.2.2 und 2.1.3).

ERP-Systeme sind hingegen für die die Verwaltung betriebswirtschaftlicher Daten

konzipiert und fokussieren vor allem unstrukturierte Daten, nicht aber Dokumente.

Zudem bieten sie bestenfalls eine limitierte CAD-Schnittstelle und sind häufig nur

wenig benutzerfreundlich. Produktstrukturen sind indessen über Artikelbäume

grundsätzlich abbildbar (vgl. hierzu auch Abschnitt 2.1.4).

Instrumente zur zentralen Bauprojektdatenverwaltung

Dokumenten-

management-

System (DMS)

Enterprise

Ressource

Planning (ERP)-

System

Produktdaten-

management

(PDM)-System

Modellserver

Zugriffskontrolle

Versionierung

Workflow-Management

Projektmanagement

Anpassbare Benutzeroberfläche

Produktstrukturmanagement

3D-Modell-, Zeichnungs- und Dokumentverwaltung

CAD-Schnittstelle

Concurrent Engineering

Datensynchronisation in einem integrierten Verbundsystem

Legende:

möglich eingeschränkt möglich

nicht unterstützt


74

Obwohl sie bislang nicht bauspezifisch angepasst und folglich im Bauumfeld auch

nicht eingesetzt wurden, erfüllen PDM-Systeme prinzipiell sämtliche der definierten

Anforderungen. Im Gegensatz zu DMS unterstützen sie eine direkte Übernahme

von 3D-Modellen inklusive ihrer hierarchischen Produktstruktur aus dem CAD-Sys-

tem. Über das Konfigurationsmanagement-Modul können zudem alternative Pla-

nungsvarianten parallel verwaltet werden. Sie sind daher für die modellbasierte

Projektabwicklung deutlich besser geeignet als DMS (vgl. hierzu auch Abschnitte

2.1.2 und 2.1.3).

4.3 Komponenten eines PDM-Systems für die Abwicklung

von Straßen- und Brückenbauprojekten

PDM-Systeme sind den Ausführungen von Abschnitt 4.2 zufolge die derzeit am

besten geeignete Datenmanagement-Plattform für die Abwicklung von Straßen-

und Brückenbauprojekten. Im bisherigen Entwicklungsstand sind sie jedoch ledig-

lich für die stationäre Fertigungsindustrie zweckmäßig einsetzbar. Die folgenden

Abschnitte stellen daher ein Konzept für die PDM-basierte Abwicklung von

Straßen- und Brückenbaumaßnahmen vor. Um den besonderen Anforderungen

der Baubranche gerecht zu werden, sind zahlreiche Komponenten zu modifizieren

bzw. neu zu entwickeln.

4.3.1 Schemata für Bauprojekte, -objekte und Dokumente

PDM-Systeme unterstützen eine strukturierte Ablagesystematik für Projekte, Ob-

jekte und die zugehörigen Dokumente. Hierbei müssen Konventionen für die stan-

dardisierte Benennung und Verschlagwortung getroffen werden. Diese stellen

sicher, dass alle Elemente der PDM-Umgebung einheitlich abgelegt und somit

rasch auffindbar sind. Für die Fertigungsindustrie existieren zu diesem Zweck be-

reits vorkonfigurierte Datenbanken. So sind Maschinenelemente wie Schrauben,

Wellen, Dichtringe und deren Merkmale wie z. B. Schlüsselweite oder Werkstoff

häufig bereits vordefiniert. Für das Bauwesen müssen derartige Vorlagen erst ent-

wickelt werden.

Projektvorlage für den Straßen- und Brückenbau

Die Inhalte der Produktentwicklung in der Fertigungsindustrie und die einer Bau-

maßnahme differieren. Demnach weichen auch die Projektvorlagen innerhalb eines


75

IT-Systems voneinander ab. Bauprojekte gliedern sich z. B. nicht nur in Teilpro-

jekte, sondern auch in Bauabschnitte, die wiederum unterschiedliche Projekt-

phasen aufweisen (vgl. hierzu Abschnitt 3). Zur Strukturierung der Daten müssen

außerdem der Name der Baumaßnahme, eine Projektbeschreibung sowie der

zuständige Bauherr bzw. Bauüberwacher im System hinterlegt sein. Schließlich hat

ein Bauprojekt spezielle Status, z. B. in Planfeststellung oder abgeschlossen.

Tabelle 4-3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Konzeptentwurf für eine bauspe-

zifische PDM-Projektvorlage. Dieser stellt die Blaupause für die spätere PDM-

Implementierung in Form von Bildschirmmasken für den Anwender dar und ist in

Anhang 7.1.1 vollständig abgebildet.

Tabelle 4-3: PDM-Vorlage für den Straßen- und Brückenbau: Bauprojekte und deren Attribute

Die Vorlage besteht dabei aus vier Bereichen:

Bauprojekt erstellen

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b manuell x x x x

c Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

d Auswahlliste x x x x

e Auswahlliste x x x x

f manuell x x x x

g manuell x x x x

h automatisch x x

i automatisch x x

Bauabschnitt 4

Bauabschnitt 5

Projektbeschreibung

Projektphase

Bauprojekte und deren AttributeAttribut-

füllung

Attributanzeige

Bauprojekt / -Phase

Baumaßnahme

01 Gesamtprojekt

02 Bauabschnitt

Bauabschnitt 1

Bauabschnitt 2

Bauabschnitt 3

031 Straßenbau

03 Projektphase

01 Planung & Genehmigung

011 Bedarfsplanung

012 Vorplanung

013 Entwurfsplanung

014 Genehmigungsplanung

015 Ausführungsplanung

02 Bauvorbereitung

021 Ausschreibung & Vergabe

022 Baustelleneinrichtung

03 Bauausführung

Projektstatus

032 Brückenbau

033 Bau von sonstigen Ingenieurbauwerken

034 Sonstiges

04 Nutzung

Instandhaltung

Wartung

Bauüberwacher

Bauherr

Projektstart

Projektende

Identifikator

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x



f manuell x x x x

g manuell x x x x

h automatisch x x

i automatisch x x

Bauabschnitt 4

Bauabschnitt 5

Projektbeschreibung

Projektphase


füllung

Attributanzeige

Bauprojekt / -Phase

Baumaßnahme

01 Gesamtprojekt

02 Bauabschnitt

Bauabschnitt 1

Bauabschnitt 2

Bauabschnitt 3

031 Straßenbau

03 Projektphase


011 Bedarfsplanung

012 Vorplanung

013 Entwurfsplanung



02 Bauvorbereitung



03 Bauausführung

Projektstatus

032 Brückenbau


034 Sonstiges

04 Nutzung

Instandhaltung

Wartung

Bauüberwacher

Bauherr

Projektstart

Projektende

Identifikator

Legende

0 Projekttyp / -phase

a Attribut

» Element einer Auswahlliste

E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x



f manuell x x x x

g manuell x x x x

h automatisch x x

i automatisch x x

Bauabschnitt 4

Bauabschnitt 5

Projektbeschreibung

Projektphase


füllung

Attributanzeige

Bauprojekt / -Phase

Baumaßnahme

01 Gesamtprojekt

02 Bauabschnitt

Bauabschnitt 1

Bauabschnitt 2

Bauabschnitt 3

031 Straßenbau

03 Projektphase


011 Bedarfsplanung

012 Vorplanung

013 Entwurfsplanung



02 Bauvorbereitung



03 Bauausführung

Projektstatus

032 Brückenbau


034 Sonstiges

04 Nutzung

Instandhaltung

Wartung

Bauüberwacher

Bauherr

Projektstart

Projektende

Identifikator

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x



f manuell x x x x

g manuell x x x x

h automatisch x x

i automatisch x x

Bauabschnitt 4

Bauabschnitt 5

Projektbeschreibung

Projektphase


füllung

Attributanzeige

Bauprojekt / -Phase

Baumaßnahme

01 Gesamtprojekt

02 Bauabschnitt

Bauabschnitt 1

Bauabschnitt 2

Bauabschnitt 3

031 Straßenbau

03 Projektphase


011 Bedarfsplanung

012 Vorplanung

013 Entwurfsplanung



02 Bauvorbereitung



03 Bauausführung

Projektstatus

032 Brückenbau


034 Sonstiges

04 Nutzung

Instandhaltung

Wartung

Bauüberwacher

Bauherr

Projektstart

Projektende

Identifikator

Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen


76

Bauprojekt ändern

Bauprojekt anzeigen

Bauprojekt suchen.

Diese weichen leicht voneinander ab. So ist z. B. die Darstellung des Identifkators,

also einer vom PDM-System eindeutig festgelegten Projektnummer in der Maske

„Bauprojekt erstellen“ eine überflüssige Information. Sehr wohl sollen jedoch be-

stimmte Baumaßnahmen über die Projektnummer gesucht werden können. Selbst-

verständlich muss diese auch beim Anzeigen der Projektinformationen erscheinen.

Weitere projektrelevante Informationen wie z. B. der für einen konkreten Bau-

abschnitt zuständige Bauüberwacher sollen aus einer Benutzerliste wählbar sein.

Fehleingaben werden so vermieden. Projektstart und -ende sind manuell über

einen Kalender einzutragen, während der Projektstatus im Rahmen des Workflow-

Managements (vgl. hierzu Abschnitt 4.3.3) automatisiert vom System protokolliert

wird.

Objekt- und Bauelementkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke

Eine Ebene unter den Bauprojekten bzw. einzelnen -abschnitten oder -phasen sind

Objekte und Bauelemente angesiedelt. Sie werden in PDM-Systemen über ihre

Eigenschaften, sogenannte Sachmerkmale beschrieben. Jedes Merkmal hat dabei

einen Wertebereich, der durch die Auswahl eines Wertes konkretisiert wird. Alle

konkreten Merkmale beschreiben dann das Objekt (Sachmerkmal-Leiste) [Boc-05,

S. 79]. Sachmerkmal-Leisten sind im Allgemeinen hierarchisch aufgebaut und

klassifizieren eine Gegenstandsgruppe [Wie-08, S. 188]. Über Vererbungen können

Objekte dadurch standardisiert „vom Groben ins Feine“ verschlagwortet und folg-

lich besser gefunden werden. Ein Beispiel aus dem Automobilbau verdeutlicht den

Nutzen von Sachmerkmalen: soll der Schaltknauf eines PKW46 klassifiziert werden,

so kann der Konstrukteur vom Gesamtfahrzeug über den Fahrzeuginnenraum bis

zur Mittelkonsole navigieren, um sein Bauteil einzuordnen. Gemeinsame Merkmale

von hierarchisch über dem Schaltknauf stehenden Elementen wie der Mittel-

konsole werden vererbt, was die Suche nach Komponenten bzw. ähnlichen Teilen

erheblich vereinfacht. So werden Bauteile einfach klassifiziert, können rasch gefun-

46 Personenkraftwagen


77

den und daher auch für andere Produkte wiederverwendet werden [Gün-11b,

S. 132 f.].

Wie bereits zu Beginn dieses Abschnitts erwähnt, existieren derartige PDM-Bau-

teilkataloge für den Straßen- und Brückenbau nicht. Da das Verfahren jedoch auch

für den Straßen- und Brückenbau nützlich wäre, ist eine sinnvolle Adaptierung

erforderlich. Aus den Anforderungen der Baupraxis und den Untersuchungen an

Pilotbaustellen im Rahmen des Bayerischen Forschungsverbundes ForBAU (vgl.

hierzu Abschnitt 4.1) sowie Erkenntnissen der Standardisierungsinitiativen IFC-

Bridge (vgl. hierzu Abschnitt 2.2.2), OKSTRA [Bun-11d], LandXML [Lan-11],

TransXML [Sca-06] und Ausführungen von [Wen-95], [Eur-11a], [Reb-08] wurde

daher ein Konzeptentwurf für einen PDM-Objektkatalog für deutsche Straßen- und

Brückenbaumaßnahmen entwickelt. Dieser fokussiert insbesondere Straßen-

brücken in Form von Balkenbrücken sowie Bundesfernstraßen. Einen Ausschnitt

präsentiert Tabelle 4-4.Aufgrund des Umfangs von 17 Seiten befindet sich der voll-

ständige Katalog im Anhang 7.1.2 dieser Arbeit.

Das Konzept sieht vor, die Objekte in fünf Gruppen zu gliedern:

Baugrund


Brücke

Straße

Kombiniertes Objekt

Bis auf das Kombinierte Objekt, das eine Verknüpfung aus den weiteren Objekt-

gruppen darstellt, bildet jede Gruppe eine abgeschlossene Einheit. Hieraus können

Objekte aus einer hierarchischen Struktur spezifiziert und verschlagwortet werden.

Bevor eine konkrete Gruppe gewählt wird, können bereits 13 Merkmale mit Werten

versehen werden (Tabelle 4-4, Objektgruppe 0, a – n). Sie stellen generische Attri-

bute dar, die über alle Gruppen hinweg gelten. Werden bestimmte Objekte aus

den einzelnen Gruppen ausgewählt, so kommen abhängig von der Hierarchie-

ebene Stück für Stück weitere beschreibende Merkmale hinzu. Die Spezifikation

von Objekten soll demnach abhängig vom Detaillierungsgrad (Level of Detail) des

3D-Modells in unterschiedlichen Granularitätsstufen erfolgen.


78

Tabelle 4-4: PDM-Vorlage für den Straßen- und Brückenbau: Bauobjekte, -elemente und

deren Attribute

3 -

4 -

1 -

a Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

1 -

1 -

1 -

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

C30/37

C35/45

C40/50

Festigkeitsklasse

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

Vollplatte

Überbau

Ausrüstung

Beleuchtung

Brüstung / Geländer

Beton

Kanal- / Wasser- / Trogbrücke

Straßenbrücke

Balkenbrücke

Ausführung

Hohlkasten

Plattenbalken

E Ä A S

0

a automatisch x x

b manuell x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

f manuell x x x x

g Auswahlliste x x x x

h manuell x x x

i automatisch x

j automatisch x

k automatisch x x x x

l automatisch x

m automatisch x x

A

1 -

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

C

1 -

2 -

3 -

4 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

1 -

1 -

1 -

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

C30/37

C35/45

C40/50

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

Vollplatte

Überbau

Ausrüstung

Beleuchtung


Beton


Straßenbrücke

Balkenbrücke

Ausführung

Hohlkasten

Plattenbalken

Turmdrehkran

Brücke

Eisenbahnbrücke

Fußgängerbrücke

Beschreibung

Stationierung Start

Stationierung Ende

Breite

Länge

Baustart

Bauobjekte / -elemente

und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Für alle Bauobjekte / -elemente

Identifikator

Bodenklasse 2

Baugrund

Aufschlussbohrung

Boden

Bodenschicht

Bodenklasse

Bodenklasse 1

Baudauer

Ersteller

Erstelldatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

3 -

4 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

1 -

1 -

1 -

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

C30/37

C35/45

C40/50

Festigkeitsklasse

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

Vollplatte

Überbau

Ausrüstung

Beleuchtung


Beton


Straßenbrücke

Balkenbrücke

Ausführung

Hohlkasten

Plattenbalken

E Ä A S

0

a automatisch x x

b manuell x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

f manuell x x x x


h manuell x x x

i automatisch x

j automatisch x


l automatisch x

m automatisch x x

A

1 -

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

C

1 -

2 -

3 -

4 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

1 -

1 -

1 -

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

C30/37

C35/45

C40/50

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

Vollplatte

Überbau

Ausrüstung

Beleuchtung


Beton


Straßenbrücke

Balkenbrücke

Ausführung

Hohlkasten

Plattenbalken

Turmdrehkran

Brücke

Eisenbahnbrücke

Fußgängerbrücke

Beschreibung

Stationierung Start

Stationierung Ende

Breite

Länge

Baustart


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige


Identifikator

Bodenklasse 2

Baugrund

Aufschlussbohrung

Boden

Bodenschicht

Bodenklasse

Bodenklasse 1

Baudauer

Ersteller

Erstelldatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Legende

0 Bauobjekt

1 Bauelement

a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen


79

Ein Beispiel veranschaulicht das Konzept. Angenommen, ein Benutzer der Rolle

Brückenplaner möchte ein Bauelement Kappe erstellen. Er öffnet den Objekt-

katalog, woraufhin einige der 13 generischen Merkmale bereits automatisch vom

System gefüllt werden, z. B. der Ersteller. Weitere Merkmale, wie beispielsweise

die Stationierung oder die Position (Längen- und Breitengrad) der Kappe können

manuell eingetragen werden. Im hierarchischen Strukturbaum nimmt der

Brückenplaner nun schrittweise eine Klassifikation vor. In der Gruppe Brücke ent-

scheidet er sich für ein Objekt der Funktion Straßenbrücke, woraufhin eine weitere

Auswahlmöglichkeit hinsichtlich der Bauart erscheint. Er wählt eine Balkenbrücke

aus. Folglich werden wiederum neue Attribute zur weiteren Spezifikation gemäß

der Ausführungsart (Hohlkasten, Plattenbalken, Vollplatte) sichtbar. Ist diesbezüg-

lich eine Wahl gefallen, navigiert der Benutzer über den Überbau der Brücke zur

Kappe und schließlich zur Betonkappe. Das Objekt wird also stufenweise kon-

kretisiert, indem für jeden Schritt neue Abfragen hinzukommen können. So soll der

Brückenplaner z. B. nach der Entscheidung, die Kappe aus Beton zu fertigen,

gefragt werden, welche Festigkeitsklasse der Beton aufweist.

Auch für Objekte existieren analog zur Projektvorlage vier verschiedene Masken

(erstellen, ändern, anzeigen, suchen). Der Objektkatalog und das Verschlagwor-

tungskonzept erheben dabei nicht den Anspruch auf absolute Vollständigkeit. Der

vordefinierte Katalog soll vielmehr ein projektspezifisch anpassbares Grundgerüst

darstellen.

Bauspezifische Dokumenttypen

Sorgfältig definierte PDM-Dokumenttypen erlauben eine Klassifizierung von Daten,

unabhängig von deren Quellsystem. Diese können dann den im vorherigen Ab-

schnitt vorgestellten Objekten zugeordnet werden. In Bauprojekten existieren spe-

zielle Dokumenttypen, die in einem PLM-Ansatz für den Straßen- und Brückenbau

berücksichtigt werden müssen. So sollen neben Standard-Dokumenten wie An-

forderungen, Besprechungsprotokollen, Fotos und Videoclips vor allem bauspezi-

fische Daten wie beispielsweise

LV-Dokumente

Baugrundgutachten

Vermessungsinformationen


80

Tagesberichte

Mängel- und Prüfberichte

abgebildet werden. Analog zu den Projektvorlagen sowie dem Objektkatalog wur-

de daher auch für Baudokumente ein Konzept zur Strukturierung wesentlicher, im

Straßen- und Brückenbau anfallender Informationen entwickelt. Ein Ausschnitt ist

in Tabelle 4-5 dargestellt. Aufgrund der umfangreichen Ausarbeitung sei an dieser

Stelle auf den Anhang 7.1.2 verwiesen.

Auch für Dokumenttypen existieren generische Merkmale, die um dokumentspezi-

fische Attribute ergänzt werden können. Legt ein Benutzer ein neues Dokument an,

so füllt das System erste Merkmale automatisch, z. B. den Ersteller oder die Größe

der Datei. Manuell kann hingegen eine Beschreibung (Freitext) des Dokuments

eingegeben werden. Entscheidet sich der Nutzer für einen speziellen Dokument-

typ, z. B. ein LV-Dokument, so sind zusätzliche Einträge vorzunehmen (Einzel-

position oder gesamtes LV). Wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass bestim-

mte Dokumente oft gleichtzeitig mehreren Objekten oder Projekten zugeordnet

werden müssen. Diese Anforderung wird allerdings von allen gängigen PDM-Platt-

formen unterstützt.

Vor allem generische Attribute, die vom System gefüllt werden, sollen beispiels-

weise auf der Änderungsmaske tabu sein (z. B. Dateigröße oder -endung). Analog

zum Objektkatalog und der Projektvorlage müssen daher auch für Dokumente vier

verschiedene Masken zur Erstellung, Änderung, Anzeige und Suche implementiert

sein.

Auch hier sei angemerkt, dass das Konzept keinen vollständigen Katalog für sämt-

liche Straßen- und Brückenbauprojekte anbieten kann. Ziel ist die Bereitstellung

einer schnell und einfach adaptierbaren Grundstruktur.


81

Tabelle 4-5: PDM-Vorlage für den Straßen- und Brückenbau: Dokumente und deren Attribute

Legende

0 Dokumenttyp

a Attribut


Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

b Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Art

E = Einfache Prüfung

H = Hauptprüfung

H1 = Hauptprüfung vor der Abnahme

ja

nein

Erfassungsdatum [dd.mm.yyyy]

Erfassungsort: Breite [UTM-Koordinaten]

Erfassungsort: Länge [UTM-Koordinaten]

QM: Prüfbericht nach DIN 1076

Temperatur Beton (°C)

Ausbreitmaß (cm)

QM: Mangelerfassung im Baufortschritt

Beschreibung

Bauteil tauglich?

1:10

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Nativdatensatz

Sollablauf-Animation

Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung

Dokumente und deren AttributeAttribut-

füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Art


H = Hauptprüfung


ja

nein






Ausbreitmaß (cm)


Beschreibung

Bauteil tauglich?

1:10

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Nativdatensatz


Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung


füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Art


H = Hauptprüfung


ja

nein






Ausbreitmaß (cm)


Beschreibung

Bauteil tauglich?

1:10

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Nativdatensatz


Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung


füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Art


H = Hauptprüfung


ja

nein






Ausbreitmaß (cm)


Beschreibung

Bauteil tauglich?

1:10

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Nativdatensatz


Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung


füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Art


H = Hauptprüfung


ja

nein






Ausbreitmaß (cm)


Beschreibung

Bauteil tauglich?

1:10

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Nativdatensatz


Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung


füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Art


H = Hauptprüfung


ja

nein






Ausbreitmaß (cm)


Beschreibung

Bauteil tauglich?

1:10

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Nativdatensatz


Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung


füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Art


H = Hauptprüfung


ja

nein






Ausbreitmaß (cm)


Beschreibung

Bauteil tauglich?

1:10

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Nativdatensatz


Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung


füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Art


H = Hauptprüfung


ja

nein






Ausbreitmaß (cm)


Beschreibung

Bauteil tauglich?

1:10

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Nativdatensatz


Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung


füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Art


H = Hauptprüfung


ja

nein






Ausbreitmaß (cm)


Beschreibung

Bauteil tauglich?

1:10

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Nativdatensatz


Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung


füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report


82

4.3.2 Statusvorlagen zur Abbildung des Bauwerkslebenszyklus

Die Konzeptentwicklung für die PDM-basierte Verwaltung von Projekten, Objekten,

Bauelementen sowie Dokumenten ist bislang rein statischer Natur. Das bedeutet,

dass dem Anwender noch keinerlei Informationen über den Reifegrad der Daten-

sätze bekannt sind. Voraussetzung hierfür ist die Konzipierung eines Statusnetzes.

Für den PDM-Einsatz in der Fertigungsindustrie existieren hierfür bereits Vorlagen.

Diese sind jedoch für die Baubranche ungeeignet, da Bauwerke einen anderen Le-

benszyklus durchlaufen als industrielle Massenprodukte. Daher wurde ein Konzept

zur Abbildung von Projekt-, Objekt- und Dokumentstatus über den Lebenszyklus

von Straßen- und Brückenbauprojekten entwickelt. Tabelle 4-6 zeigt eine Über-

sicht des Konzeptentwurfs.

Tabelle 4-6: PDM-Statusnetz für den Straßen- und Brückenbau

Objekte und Dokumente, die keine Lebenszyklusinformationen tragen sollen, er-

halten bei ihrer Erstellung den Status angelegt. Dieser bleibt im Projektverlauf stets

konstant. Sinnvoll ist das z. B. beim Dokumenttyp Kontakt, der unter anderem In-

formationen zu Name, Adresse, Firmenzugehörigkeit und Telefonnummer bereit-

stellt. Das Kontaktformular kann dabei versioniert bzw. geändert werden, was je-

doch keinerlei Auswirkungen auf den Dokumentstatus hat.

Status Nr. Zuordnung Statusbeschreibung Symbol Farbcode entsprechender 3D-Modelle

100 Objekt / Dokument in Bearbeitung originale Färbung

800 Projekt / Objekt / Dokument angelegt originale Färbung

150 Projekt in Planung –

151 Projekt in Planfeststellung –

152 Projekt genehmigt –

153 Projekt wird gebaut –

154 Projekt abgeschlossen –

160 Objekt, Dokument Planung abgeschlossen halbtransparente Darstellung, originale Färbung

161 Objekt, Dokument Baufreigabe halbtransparente Darstellung, originale Färbung

162 Objekt, Dokument geliefert halbtransparente Darstellung, gelbe Färbung

163 Objekt, Dokument in Bau halbtransparente Darstellung, grüne Färbung

164 Objekt, Dokument in Bauverzug halbtransparente Darstellung, rote Färbung

165 Objekt, Dokument fertig gebaut originale Farbgebung

166 Objekt, Dokument abgenommen originale Farbgebung

167 Objekt, Dokument in Betrieb originale Farbgebung

168 Objekt, Dokument in Wartung halbtransparente Darstellung, rote Färbung

169 Objekt, Dokument rückgebaut halbtransparente Darstellung, rote Färbung


83

Projekte, Objekte und Dokumente, die hingegen Informationen über ihren Reife-

grad führen sollen, erhalten zu Beginn den Status in Bearbeitung. Bauprojekte und

Bauabschnitte können hiervon ausgehend die Zustände

in Planung

in Planfeststellung

genehmigt

wird gebaut

abgeschlossen

annehmen. Aussagekräftige Symbole visualisieren dem Benutzer dabei den Pro-

jektfortschritt, ohne für sämtliche Bauabschnitte die entsprechenden Status

ablesen zu müssen (vgl. Tabelle 4-6, Spalte Symbol).

Objekte und Dokumente werden hingegen einem anderen Statusnetz zugeordnet.

Im Idealfall durchlaufen sie nach einem initialen in Bearbeitung die Zustände

Planung abgeschlossen

Baufreigabe

in Bau

fertig gebaut

abgenommen

in Betrieb.

Darüber hinaus werden die Objekte vor dem Einbau zur Baustelle geliefert. Eine

Berücksichtigung dieses Status ist vor allem bei großen und wertvollen Gegen-

ständen wie beispielsweise Betonfertigteilen oder Trägern zweckmäßig. Störungen

und daraus resultierende Bauverzögerungen werden hingegen über den Status in

Bauverzug abgebildet. Überdies sind in der Betriebsphase Inspektionen und War-

tungen fällig. Hierfür sieht das Zustandskonzept den Status in Wartung vor.

Schließlich werden Bauwerke am Ende ihres Lebenszyklus rückgebaut. Eine

durchdachte Symbolik erlaubt auch hier einen schnellen Überblick über den Fort-

schritt der Baumaßnahme. Zusätzlich soll das digitale 3D-Modell der Baustelle sta-

tusabhängig gefärbt werden (vgl. Tabelle 4-6, Spalte Farbcode). So erhalten

beispielsweise angelieferte Bauteile eine gelbe, sich in Bauverzug befindende


84

Objekte hingegen eine rote Einfärbung. Ziel ist es, alle Projektbeteiligten modell-

basiert, intuitiv und rasch über den aktuellen Stand der Baustelle zu informieren.

4.3.3 Rechte-, Gruppen-, Rollen- und Workflowkonzept

Um das in Abschnitt 4.3.2 vorgestellte Statusnetz umzusetzen, müssen Regeln de-

finiert werden, welche Akteure welche Statuswechsel (Workflows) vollziehen dür-

fen. PDM-Systeme erlauben hierfür eine Einteilung der Projektbeteiligten in Grup-

pen und Rollen. Zusammen mit dem Status eines Datensatzes resultieren daraus

benutzerspezifische Rechte. Vorlagen, die projektspezifisch anpassbar sind, er-

leichtern die Erstellung eines Rechte-, Gruppen-, Rollen- und Workflowschemas zu

Projektbeginn. Ein Konzept für die zentralen Akteure im Straßen- und Brückenbau,

basierend auf den in Baumaßnahmen existierenden

Projektphasen

Objekten und Bauelementen sowie

Dokumenten

(vgl. hierzu Abschnitt 4.3.1) ist in Anhang 7.2 dargestellt. Die Spalte Erstellen von

Dokumenten in Tabelle 7-38, Tabelle 7-39, Tabelle 7-40, Tabelle 7-41 und Tabelle

7-42 bezieht sich auf die entwickelten Dokumenttypen, die dem Anhang 7.1.3 zu

entnehmen sind.

Admin

Der PDM-Manager ist Mitglied der Gruppe Admin und besitzt alle Rechte. Er darf

daher sämtliche Projekte, Objekte und Dokumente einsehen, erstellen, löschen

oder ihren Status anpassen. Zudem ist er für die Implementierung und Ersteinrich-

tung der PDM-Umgebung zuständig und damit z. B. als einziger Benutzer berech-

tigt, Baustellenwebcams in die Plattform einzubinden. Auch der Betrieb und die

Wartung des Systems gehört zu den Aufgaben dieses „neuen Berufsbildes“.

Auftraggeber

Bei Straßen- und Brückenbauprojekten ist zumeist die öffentliche Hand der Bau-

herr. Bauherren besitzen das Recht, Bauprojekte im System anzulegen, in

entsprechende Bauabschnitte zu gliedern und den Projektfortschritt festzulegen

(z. B. in Planfeststellung, abgeschlossen etc.). Überdies sind sie befugt, in den

einzelnen Bauabschnitten über die Rollenzuteilung zu entscheiden. Bis auf wenige


85

Ausnahmen wie beispielsweise spezielle Prüfberichte dürfen Bauherren sämtliche

Dokumente inklusive Vorlagen erstellen. Außerdem sieht der Bauherr alle projekt-

relevanten Dokumente, deren Status höherwertiger als in Bearbeitung ist. Er ist

darüber hinaus an Abnahmen und Freigaben von Bauwerken beteiligt. Ist der

Bauherr zugleich Betreiber der Baumaßnahme, so darf er das Bauwerk zudem in

Betrieb nehmen sowie in den Status Wartung setzen. Wird das Bauwerk am Ende

seines Lebenszyklus rückgebaut, ist der Bauherr zudem befugt, auch hier den

entsprechenden Status zu setzen.

Baugrunduntersuchung

Für die Baugrunduntersuchung wurden zwei Rollen definiert. Der Geländeaufneh-

mer darf Standarddokumente wie Anforderungen, Besprechungsprotokolle, Fotos

oder E-Mails erstellen. Zudem besitzt er das Recht, geometrische Ist-Informa-

tionen, wie z. B. Laserscanning-Vermessungsdaten zu importieren. Für den ent-

sprechenden Bauabschnitt darf er wie fast alle Nutzer aus Gründen der Geheim-

haltung weder Kalkulationen noch native 3D-Modelle ansehen. Er ist jedoch be-

fugt, das 3D-Baustellenmodell in Form eines Neutralformats zu nutzen. Für alle

weiteren bauabschnittsrelevanten Dokumente verfügt er über Leseberechtigungen.

Basierend auf dem geplanten Trassenverlauf ordnet der geotechnische Ingenieur

Probebohrungen an, um den Baugrund hinsichtlich seiner Tragfähigkeit zu beur-

teilen. Neben Dokumenten wie Anforderungen, Fotos und Videos dürfen geotech-

nische Ingenieure Informationen zum Urgelände ablegen sowie Objekte der Grup-

pe A (Baugrund) erstellen.

Trassen- und Brückenplanung

Innerhalb der Gruppe Trassenplanung erstellt der Trassenplaner ein CAD-Modell

des Straßenverlaufs. Standard-Dokumente wie E-Mails, Webseiten-Links oder

Kontakte darf er daher ebenso erstellen wie CAD-Daten und Pläne. Darüber hinaus

besitzen Trassenplaner das Recht, bestimmten Objekten LV-Positionen zuzuwei-

sen sowie Trassen-, Baugrund- bzw. Oberflächenobjekte anzulegen, zu ändern

und miteinander zu verknüpfen. Sie haben mit Ausnahme von Kalkulationsdaten

außerdem Zugriff auf alle Objekte und Dokumente in ihrem Bauabschnitt. Das

schließt auch native 3D-Modelle ein, da z. B. Anpassungen am Brückenbauwerk

Auswirkungen auf den Trassenverlauf haben können. Hier soll ein reibungsloser


86

und umfassender Informationsaustausch erfolgen können. Trassenplaner dürfen

nach Abschluss ihrer Aufgabe zudem anregen, den Status von in Bearbeitung nach

Planung abgeschlossen zu verschieben. Erst wenn jedoch auch von Bauherren-

seite keine Änderungen mehr erwünscht sind, wird der Folgestatus endgültig

angenommen (Mehraugen-Prinzip). Bei derartigen Workflows kann das PDM-in-

terne Kommentierungswerkzeug eingesetzt werden, das digitale Anmerkungen an

3D-Modellen, Plänen und weiteren Dokumenten auch ohne das entsprechende

Autorensystem erlaubt (Redlining).

Brückenplaner besitzen ähnliche Rechte wie Trassenplaner. Im Gegensatz zu Tras-

senplanern dürfen sie jedoch keine Straßen-, sondern stattdessen Brückenobjekte

anlegen. Selbstverständlich haben auch sie Zugriff auf die nativen CAD-Tras-

sierungselemente, die Ausgangspunkt der Brückenplanung sind (Linienführung,

Achsen, Querschnitte). Zudem dürfen auch Brückenplaner nach dem Mehraugen-

Prinzip um die Freigabe ihrer Planungsunterlagen bitten.

Arbeitsvorbereitung

Die Gruppe Arbeitsvorbereitung umfasst den Bauzeitenplaner, den Baustellenein-

richtungsplaner sowie den Simulanten. Die vordefinierte Rolle Bauzeitenplaner soll

dabei Bauausführungsprozesse geistig vorwegnehmen und in Form eines Projekt-

plans dokumentieren. Bauzeitenplaner erstellen keine neuen Objekte. Neben Stan-

dard-Dokumenten wie Sprachmemos47, E-Mails und Fotos sind sie zusätzlich be-

rechtigt, Anforderungsdokumente zu erstellen. Es ist ihnen zudem gestattet, diese

zusammen mit LV-Positionen bestimmten Projektphasen bzw. Aufgaben und Ob-

jekten zuzuweisen. Bauzeitenplaner haben mit Ausnahme von Kalkulations- und

nativen 3D-Modellen Zugriff auf alle Objekte und Dokumente in ihrem zuständigen

Bauabschnitt. Außerdem steht es ihnen frei, die Baumaßnahme in Bauabschnitte

und Projektphasen zu gliedern.

Die Ausstattung und Einrichtung der Baustelle übernimmt der Baustelleneinrich-

tungsplaner. Idealerweise importiert er hierfür Objekte wie z. B. 3D-Baumaschinen-

47 eine Sprachmemo ist in diesem Zusammenhang eine kurze Erinnerung in sprachlicher Form


87

modelle aus einer Datenbank48 und überprüft daraufhin die Baustelle modellbasiert

auf mögliche Kollisionen. Er ist daher befugt, Objekte der Gruppe B (Baustellen-

einrichtung) zu erstellen. Neben Kontakt-, Informations- und Korrespondenzdoku-

menten darf er zusätzlich CAD-Daten und Baustelleneinrichtungspläne in die PDM-

Plattform integrieren. Weil der Baustelleneinrichtungsplaner möglichst viele Infor-

mationen über den Bauablauf benötigt, kann er zudem alle relevanten Dokumente

bis auf native 3D-Modelle und Kalkulationsdokumente einsehen.

Einige innovative Generalunternehmen sichern die Arbeitsvorbereitung inzwischen

mit modellbasierten Ablaufanimationen und -simulationen ab. Während Animatio-

nen lediglich 3D-Modelle mit Bauzeiten aus dem Projektplan verknüpfen, bieten

Ablaufsimulationen die Möglichkeit, kritische Bauprozesse bereits vorab im virtu-

ellen Modell zu testen. Probleme und kritische Auslastungen in der Bauausführung

können so frühzeitig erkannt und beseitigt werden [Gün-11b, S. 159 ff.]. Die

Ergebnisse der Simulation kann der Simulant mit Hilfe des Dokumenttyps Bau-

ablauf im PDM-System festhalten. Wesentliche Eingangsparameter seiner Arbeit

sind die Produktstruktur, 3D-Neutralformat-Dokumente der Baustelle sowie der

Bauzeitenplan. Sollen im Rahmen der Ablaufsimulation zusätzlich Kostenbetrach-

tungen durchgeführt werden, so sind außerdem Kenntnisse über Kalkulations-

ansätze wichtig. Im vordefinierten Rechtekonzept ist dieser Zugriff jedoch bewusst

nicht vorgesehen und kann durch den PDM-Manager freigeschaltet werden.

Kalkulation

Die Kosten einer Baumaßnahme werden sowohl von Auftraggeber- als auch von

Unternehmensseite unabhängig kalkuliert. Die entsprechende Rolle Kalkulator

muss deshalb befugt sein, neben allgemeinen Dokumenten wie Kontakten oder

Korrespondenzen auch Kalkulations-Dokumente zu erstellen. Projekte und Objekte

muss der Kalkulator hingegen nicht anlegen. Ein Lesezugriff über alle Objekte und

Dokumente ist hingegen sinnvoll, um möglichst viele Informationen für eine

detaillierte Kostenschätzung zu besitzen. Zudem muss dem Kalkulator ein 3D-

Neutralformat der Baustelle zur Verfügung stehen. Idealerweise handelt es sich

48 das am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) der TU München entwickelte Equipment Information System (EIS) erlaubt eine datenbankbasierte Verwaltung von Baumaschi-nen inklusive deren 3D-Modelle [For-08, S. 106 ff.]


88

dabei nicht um reine Geometriedaten, sondern um ein für die Kalkulation ver-

wertbares Modellformat49. Im Sinne der Durchgängigkeit müssen so keine mehr-

fachen Eingaben, z. B. hinsichtlich der verwendeten Werkstoffe oder Mengenan-

gaben getätigt werden. Anzumerken ist, dass Bauherr und Generalunternehmer

nicht gleichzeitig Kalkulationsdaten in die PDM-Plattform integrieren werden. Viel-

mehr ist zu erwarten, dass allenfalls Kalkulationsdaten des Betreibers der PDM-

Datenbank einfließen werden.

Bauausführung

Auch für die Bauausführung bietet das entwickelte Rechtekonzept vordefinierte

Rollen. So existiert sowohl auf Bauherren- als auch auf Generalunternehmerseite

jeweils eine Rolle Bauleiter. Neben dem Import von Standard-Dokumenten wie

Fotos und Videos ist es Bauleitern gestattet, bauausführende Dokumente wie bei-

spielsweise Mängel- und Tagesberichte zu erfassen. Außer auf native 3D-Modelle

und Kalkulationsdokumenten haben sie Zugriff auf alle für ihren Bauabschnitt

relevanten Projektdaten. Dabei müssen Bauleiter vor allem auf Neutralformate von

3D-Bauwerksmodellen und Pläne schnell und sicher zugreifen. Zudem dürfen sie

im Rahmen des Projektmanagements Aufgaben erstellen und diese delegieren.

Darüber hinaus ist es ihnen gestattet, bei Baustellenobjekten bestimmte Status-

wechsel durchzuführen und damit unter anderem Anlieferungen, Fertigstellungen

oder Bauverzüge zu melden.

Der Polier ist mit ähnlichen Rechten ausgestattet wie der Bauleiter. Sein Tätigkeits-

profil ist jedoch stark operativ geprägt, so dass er im PDM-System weder Aufga-

ben erstellt noch delegiert. Ähnlich wie der Bauleiter muss jedoch auch er zahl-

reiche Bauausführungsdokumente, wie z. B. Fotos und Videos zum Bauablauf

bzw. Mängel- und Tagesberichte anlegen. Daneben obliegt auch ihm die Rück-

meldung von Baufortschrittsdaten (Statuswechsel von Baustellenobjekten).

Ebenfalls zur Gruppe Bauausführung zählt der Baubegleitende Vermesser. Neben

Infodokumenten, Bildern oder Kontaktdaten erzeugt er vor allem Vermessungs-

49 z. B. eine proprietäre CPIXML-Modelldatei, die direkt im Kalkulationsprogramm RIB iTWO einge-lesen werden kann


89

dokumente und geometrische Soll-Ist-Vergleiche. Objekte darf er hingegen ebenso

wenig erstellen wie Statuswechsel durchführen.

Der Bauüberwacher kontrolliert hingegen den Fortschritt der Baustelle und doku-

mentiert qualitätsrelevante Vorgänge. Neben Standard-Dokumenten wie Sprach-

memos oder Fotos von Baustellenereignissen ist es ihm gestattet, Abnahme-,

Mängel- und Unfalldokumente in die PDM-Umgebung zu laden. Er darf keinerlei

Projektphasen, Objekte oder Prozesse anlegen, dafür aber Bauverzüge und Fertig-

stellungen melden sowie Abnahmen mit beschließen.

Komplettiert wird die Gruppe Bauausführung von der Rolle Subunternehmer, wel-

che nur über eingeschränkte Rechte verfügt. Subunternehmer dürfen nur wenige

Standarddokumente wie Fotos oder Kontakte importieren. Zusätzlich ist es ihnen

gestattet, Belege und Leistungsnachweise zu speichern und mit den entsprech-

enden Bauobjekten zu verknüpfen. Sie erhalten außerdem Lesezugriff auf ein neu-

trales 3D-Modellformat der Baustelle und die für ihren Bauabschnitt relevante

Webcam, um sich einen schnellen Überblick über Lage und Fortschritt der Bau-

maßnahme verschaffen zu können. Die Erstellung von Projekten, Aufgaben, Ob-

jekten oder die Teilnahme an Workflows bleibt Subunternehmern vorenthalten.

Betrieb

In der Gruppe Betrieb ist der Bauwerksprüfer dafür verantwortlich, Inspektionen

und Wartungen, wie beispielsweise Brückenprüfungen vorzunehmen. Neben Fotos

und Videos ist er daher befugt, Prüfberichte und Schadenserfassungen anzu-

fertigen und diese mit den entsprechenden Bauelementen zu verknüpfen. Außer

Kalkulationsdokumenten und nativen 3D-Bauwerksmodellen hat er dabei Lese-

zugriff auf die zu prüfenden Objekte und deren verknüpfte Dokumente.

Weitere Sachverständige und Behörden

Weitere Sachverständige wurden im Standard-Rollenkonzept nicht berücksichtigt,

da sie zumeist nur einmalig im Prozess auftreten, um einzelne Gutachten zu impor-

tieren. Hier scheint es praxisbezogener, dem Bauherrn das Recht einzuräumen, die

entsprechenden Dokumente des Typs Gutachten im System zu hinterlegen. Auch

Behörden müssen nicht zwangsläufig einen Systemzugang erhalten, um den

Status des Bauvorhabens von in Planfeststellung nach genehmigt zu vollziehen.

Deshalb erfolgt auch dieser Statuswechsel durch den Bauherrn. Vor allem


90

Fachingenieure, die Modellinformationen für nachgelagerte Bereiche bereitstellen,

sollen hingegen sehr wohl eingebunden werden, da sie in der Regel eine ganze

Reihe an Dokumenten importieren müssen.

Favoriten

Um auf häufig benötigte Daten schnell zuzugreifen, sind globale Favoriten auf

alle Objekte und Dokumente, die mit der Baumaßnahme verknüpft sind

alle Objekte und Dokumente, die mit dem jeweiligen Bauabschnitt verknüpft

sind

alle Projektbeteiligte, die an der Baumaßnahme mitwirken

alle Projektbeteiligte, die an einem bestimmten Bauabschnitt mitwirken

bereits fertiggestellte Objekte eines Bauabschnitts

derzeit gebaute Objekte eines Bauabschnitts sowie

Mängelberichte eines Bauabschnitts

vorzudefinieren. Weitere Favoriten soll der Nutzer möglichst einfach selbst erstel-

len können.

Bei der Umsetzung des entwickelten Rechte-, Gruppen-, Rollen-, und Workflow-

konzepts in einem PDM-System ist darauf zu achten, dass projektspezifische An-

passungen an dem vorgestellten Schema einfach durchführbar sind. Ist dies ge-

währleistet, erleichtert das Konzept den administrativen Aufwand bei der Rechte-

vergabe enorm.

4.3.4 Kalkulations- und Abrechnungssysteme

Das entwickelte Konzept fokussiert die unternehmensübergreifende Projektarbeit

in Straßen- und Brückenbaumaßnahmen. Für die Abbildung spezieller, unter-

nehmens- oder behördeninterner Abrechnungs- und Kalkulationsprozesse sind

PDM-Systeme wenig geeignet (vgl. hierzu Abschnitt 2.1.4). Sie verfügen daher

über geeignete Schnittstellen, z. B. zu gängigen ERP-Systemen, die sowohl in der

Fertigungsindustrie als auch im Bauwesen gleichermaßen eingesetzt werden.

Erfolgt die Kostenkalkulation und Terminplanung modellbasiert, z. B. mit Software-

Werkzeugen wie RIB iTWO, so müssen neben Metadaten wie Werkstoffart und

Mengengerüst auch 3D-Modelldaten in Form eines Austauschformats übergeben


91

werden. Einige PDM-Systeme bieten hierfür integrierte Neutralformat-Generatoren

an [Sen-08, S. 77]. Diese legen zu definierten Zeitpunkten über einen im

Hintergrund laufenden Serverprozess automatisch Neutralformat-Dokumente von

bestimmten Dateien an und verknüpfen diese mit dem Originaldokument. Für die

Fertigungs- und Automobilindustrie gibt es hierfür bereits vordefinierte Konfi-

gurationen, die z. B. ab einem bestimmten Freigabestatus den nativen 3D-CAD-

Daten eine neutrale JT50-Datei anheften. Werden diese Generatoren bauspezifisch

angepasst, so kann auch für die modellbasierte Kalkulation automatisch ein

Austauschformat erstellt werden.

4.3.5 Anbindung von Autorensystemen

Wie ECM- bieten auch PDM-Systeme zahlreiche Schnittstellen zu Autorensys-

temen (vgl. hierzu auch Abschnitte 2.1.2, 2.1.3). Für die Projektabwicklung im

Straßen- und Brückenbau sind vor allem Office-, Mail- und CAD-Schnittstellen in-

teressant, da diese Anwendungen am häufigsten genutzt werden.

Office-Systeme

Office-Pakete unterstützen die Büroarbeit am Rechner und umfassen insbeson-

dere Textverarbeitungs-, Tabellenkalkulations- und Präsentationsanwendungen.

Mit einem Marktanteil von über 90 % geniest Microsoft (MS) Office dabei ein Oli-

gopol. Konkurrenzprodukte wie z. B. Corel WordPerfect Office oder Apple iWork

sind nahezu bedeutungslos [Lin-04, S. 43]. Zwar erreicht das kostenfrei verfügbare

System Openoffice.org inzwischen in Deutschland einen Gesamt-Marktanteil von

20 % [Web-10], gerade im Unternehmensumfeld liegt die Verbreitung aber noch

immer bei bescheidenen 5 % [Mic-07]. Im Office-Bereich muss das bauspezifische

PDM-System daher eine Direktschnittstelle zu MS Office bereitstellen. Existiert

diese, sind keine besonderen Anpassungen für die Baubranche erforderlich.

E-Mail-Systeme

Hinsichtlich der Verbreitung unterschiedlicher E-Mail-Clientsoftware bestehen

lediglich allgemeine, internationale Untersuchungen. Diese sind nur schwer auf den

50 JT (Jupiter Tesselation) ist ein neutrales Datenformat, das neben reiner 3D-Geometrie auch Me-tadaten beinhaltet. Es befindet sich momentan (2011) in der Endphase zur ISO-Standardisie-rung.


92

deutschen Markt übertragbar [Cam-09], [Lit-10]. Allgemein lässt sich jedoch kon-

statieren, dass die E-Mail-Anwendung Microsoft Outlook mit Abstand am häu-

figsten eingesetzt wird.

Demnach sollen E-Mails aus MS Outlook per Plugin in die PDM-Umgebung inte-

grierbar sein und dort mit Bauobjekten verknüpft werden können. Wichtige Anfor-

derung ist hierbei, aus Gründen der Geheimhaltung den Text der E-Mail sowie

eventuelle Anhänge getrennt voneinander abzulegen. Viele PDM-Systeme unter-

stützen die Funktionalität, so dass auch bezüglich der E-Mail-Schnittstelle keine

besonderen bauspezifischen Anpassungen nötig sind.

CAD-Systeme

Die CAD-PDM-Kopplung ist die komplexeste Anbindung im Bereich der Autoren-

systeme. Neben der Produktstruktur, dem CAD-Modell und den beschreibenden

Merkmalen müssen zudem externe Referenzen synchronisiert werden. Für ein

modellbasiertes Lifecycle-Management-Konzept sind hierfür zunächst geeig-nete

CAD-Anwendungen zu wählen. Dies ist im Straßen- und Brückenbau jedoch eine

besondere Herausforderung, da die 3D-gestützte Planung weit weniger verbreitet

ist als im Hochbau. Ein Grund dafür ist der bislang unzureichende

Funktionsumfang bauspezifischer 3D-CAD-Produkte, vor allem für den Brücken-

entwurf [Eur-11b, S. 7]. Heute sind verstärkt parametrische Volumenmodellierer,

die einfache Modelländerungen erlauben und auch frei geformte, organische

Formen abbilden, gefragt. Daraus resultiert wiederum die Forderung, Fertigungs-

maschinen direkt über eine Computer-Aided Manufacturing (CAM)-Schnittstelle

anzusprechen [Gün-11b, S. 3 u. 95]. Im Maschinenbau ist dies längst üblich, bei

Bauwerken dominierten jedoch lange Zeit ebene Flächen, z. B. aus Beton. Diese

können leicht auch mit Standard-Schalungselementen gefertigt werden. Neue

bauherrenseitige Forderungen, beispielsweise doppelt gekrümmte Brückenbau-

werke sind mit manueller Schalungsherstellung ohne CAM-Anbindung jedoch

zukünftig kaum mehr wirtschaftlich herstellbar.

Vor diesem Hintergrund stellte sich im Rahmen einer Studie des Forschungsver-

bundes ForBAU heraus, dass insbesondere für den modellbasierten Brücken-

entwurf das MCAD-System Siemens NX sehr gut geeignet ist [Eur-11b, S. 35]. Im

Laufe des Projektes wurde daher eine Software-Lösung (Integrator) entwickelt, die


93

Trassen-, Gelände- und Baugrunddaten aus Trassierungssystemen auf Basis des

neutralen LandXML-Formats an NX übergibt. Sogar die automatische Aktuali-

sierung des NX-Brückenmodells auf Grundlage der Referenzlinien der Trassierung

sind über den Integrator steuerbar [Gün-11b, S. 69 u. S. 79 ff.]. Darüber hinaus ist

ein IFC-Bridge-Wizard (vgl. hierzu auch Abschnitt 2.2.2) zum standardisierten

Austausch von Brückenbauwerken in der Entstehung [For-10, S. 44], [Jiy-11].

Diese Entwicklungen haben dazu geführt, dass einige Baufirmen aber auch

Planungsbüros Siemens NX heute produktiv für den modellbasierten Brücken-

entwurf einsetzen [Gün-11b, S. 98], [Eur-11b, S. 50], obwohl das System historisch

bedingt noch immer Schwächen bei der Abbildung von Bewehrung und der

bauspezifischen Zeichnungsableitung aufweist [Luk-08]. Es bietet sich daher auch

aufgrund der Tatsache, dass zahlreiche PDM-Lösungen Importschnittstellen für

Siemens NX bereitstellen an, dieses System per Direktintegration mit der PDM-

Umgebung zu koppeln. Darüber hinaus muss eine Schnittstelle zum weit ver-

breiteten 2D-CAD System Autodesk AutoCAD verfügbar sein. So können auch An-

teile der Baumaßnahme, für die (noch) kein 3D-Modell existiert, in der objekt-

orientierten PDM-Produktstruktur verwaltet werden.

Für den Trassenentwurf ist hingegen ein Software-Werkzeug erforderlich, das den

Export von LandXML-Datensätzen unterstützt. So kann die im ForBAU-Projekt

entwickelte Integrator-Software optimal genutzt werden. Beispiele für LandXML-

kompatible Trassenplanungs-Tools sind die auf Autodesk AutoCAD basierenden

CAD-Systeme Obermeyer ProVI und Autodesk Civil 3D [Jiy-08]. Da gängige PDM-

Lösungen diese beiden Systeme im Standard nicht unterstützen, ist an dieser

Stelle eine Anpassung der für zahlreiche PDM-Umgebungen vorhandenen

AutoCAD-Integration erforderlich.

4.3.6 Geoinformations (GIS)-Systeme

Straßen- und Brückenbaumaßnahmen bestehen aus zahlreichen Objekten (vgl.

hierzu Abschnitt 4.3.1). Vom Brückenpfeiler über Ausgleichsbecken bis hin zu

Lichtzeichenanlagen sind selbst einzelne Bauabschnitte oft unübersichtlich und er-

strecken sich über mehrere Kilometer. Es ist anzunehmen, dass in der Praxis nicht

für alle dieser Objekte explizit oder zur gleichen Zeit 3D-Modelle angefertigt wer-

den. Demnach sind sie im 3D-Gesamtmodell auch nicht sichtbar.


94

Abbildung 4-4: Konzept der bidirektionalen GIS-PDM-Kopplung

Die PDM-Architektur erlaubt es jedoch, Objekte auch dann in eine hierarchische

Produktstruktur einzugliedern, wenn dafür kein Modell vorliegt (vgl. hierzu Ab-

schnitte 4.2 und 4.3.5). Erste Anforderungen können dem Objekt dann bereits zu-

geordnet werden, visuell dargestellt bzw. georeferenziert ist es jedoch nicht.

Demzufolge ist es sinnvoll, die bauspezifische PDM-Lösung mit einem Geoinfor-

mations (GIS)-System (vgl. hierzu auch Abschnitt 2.1.6) zu koppeln. Die Schnitt-

stelle soll dabei umfangreicher gestaltet sein, als nur die Objektposition auf einer

Landkarte zu skizzieren. Vielmehr ist es zweckmäßig, eine umfassende bidirek-

tionale Verknüpfung zwischen georeferenzierten Objekten und deren zugeordneten

Metadaten bzw. Dokumenten und Unterobjekten zu schaffen. So ist der Anwender

in der Lage, Objekte im GIS-System zu lokalisieren und sofort auf aktuelle, für das

entsprechende Objekt verfügbare Informationen zuzugreifen. Das GIS-System wird

GIS-System PDM-Server

Objekt-ID

Attribut x

Status

.

.

.

Legende

Element, das existieren kann

bidirektionale Informations-Kopplung

PDM-Objekt

Element, das existieren muss

Dokument, das abhängig von seiner Ausprägung verschiedene Attribute besitzt

Datei.Dateiendung

Attribute

Beschreibendes Dokument n

Datei.Dateiendung

Attribute

Beschreibendes Dokument n + 1


95

damit zu einer Art PDM-Front-End51, das besonders einfach und intuitiv zu bedie-

nen sein soll (Abbildung 4-4).

4.3.7 Datenerfassung vor Ort und deren Integration

Um Bauprojekte zielgerichtet steuern zu können, ist eine zeitnahe Rückmeldung

von aktuellen vor-Ort-Informationen an die wesentlichen Entscheidungsträger er-

forderlich. Da viele dieser Istdaten heute jedoch noch immer papierbasiert aufge-

nommen und später manuell in eine EDV-Verwaltung eingetragen werden [Kla-10],

ist die derzeitige Dokumentation aufwändig, fehleranfällig und latent [Gün-08,

S. 39].

Gefragt sind daher durchgängige Lösungen zur digitalen vor-Ort-Dokumentation

von Bauprozessen. Auf zusätzliche Hardware soll dabei ebenso verzichtet werden

wie auf aufwändige Software. So ist es wenig zweckmäßig, den Polier mit einem

internetfähigen Notebook und vorinstalliertem PDM-Client auszustatten, auf dem

von nun an das Mängelmanagement durchgeführt wird. Sinnvoll sind hingegen

intuitive, mobile Softwarelösungen auf einem robusten Mobiltelefon, dass der

Polier ohnehin stets bei sich trägt. Um damit nicht nur Informationen aufzunehmen,

sondern diese gleichzeitig Bauobjekten zuzuordnen, müssen diese eindeutig

gekennzeichnet bzw. identifizierbar sein. Sichergestellt werden kann das z. B. über

RFID-Transponder, Barcode-Aufkleber oder eine eingeprägte Seriennummer. Die

Realisierbarkeit derartiger Kennzeichnungskonzepte im Baubereich ist inzwischen

wissenschaftlich belegt52.

Wesentlicher Nutzen ergibt sich aber nicht in der objektorientierten Datenaufnah-

me, sondern in der durchgängigen Integration dieser Informationen in ein zentral

vorgehaltenes Produktmodell. Hier bietet ein bauspezifisches PDM-System auf-

grund der modellbasierten und objektorientierten Architektur beachtliche Möglich-

keiten. Führen nämlich reales und digitales Objekt in der PDM-Umgebung dieselbe

51 Eine für den Anwender geschaffene grafische Benutzeroberfläche wird als Front-End, die auf dem entsprechenden Server für den Nutzer im Verborgenen laufenden Datenbankprozeduren hingegen als Back-End bezeichnet.

52 vgl. hierzu z. B. [For-08, S. 238 ff.], [Gün-09, S. 61 ff.], [Kla-10], [Sør-08], [Hel-09, S. 465 ff.], [Jeh-08, S. 49 ff.]


96

Seriennummer53, so können vor-Ort-Informationen in einem durchgängigen Inte-

grationskonzept direkt den PDM-Objekten zugeordnet werden (Abbildung 4-5).

Abbildung 4-5: Konzept zur Datenaufnahme an realen Objekten und Kopplung der Informa-

tionen mit digitalen Objekten innerhalb der PDM-Umgebung

Über den Lebenszyklus von Straßen- und Brückenbauwerken ergeben sich im We-

sentlichen zwei besonders geeignete Szenarien für die mobile Datenerfassung mit

PDM-Integration: die Baufortschrittskontrolle inklusive des Mängelmanagements in

der Bauausführungs- und die Bauwerksprüfung während der Nutzungsphase54.

Szenario 1: Baufortschrittskontrolle und Mangelerfassung

Fortschrittsinformationen sowie eventuelle Mängel an Objekten auf der Baustelle

werden in der Regel vom zuständigen Polier oder Bauleiter aufgenommen. Eine

strukturierte, mit dem PDM-Produktmodell verknüpfte Ablage dieser Informationen

schafft bestmögliche Transparenz und Übersichtlichkeit.

53 bzw. sind Seriennummer und PDM-ID über eine Matrix miteinander verknüpft

54 Teilaspekte dieses Abschnittes wurden im Rahmen der Studienarbeit [Fml-11a] untersucht

reales Bauwerk

PDM-System

Informationen

zum Objekt

digitales Bauwerk

reales Objekt,

versehen mit RFID-Transponder,

Barcode-Aufkleber oder

Klarschriftsystem

digitales

Objekt

mobiles Handheld,

evtl. mit RFID- bzw.

Barcode-Leseeinheit

Quelle: Bethlehem

Construction Inc.

Quelle: Dorman

Long Techno-

logy Ltd.


97

Zur mobilen Dokumentation von Baustellendaten ohne automatisierte Objektidenti-

fikation existieren bereits zahlreiche kommerzielle Produkte55. Ein besonders um-

fassendes Identifikationskonzept inklusive der Anbindung an eine mobile Software-

applikation zur Baufortschritts- und Mängelerfassung wurde indessen von Klaubert

erarbeitet [Kla-11].

Abbildung 4-6: Datenaufnahmekonzept zur mobilen Baufortschrittskontrolle und Mangeler-

fassung (eigene Darstellung nach [Kla-11])

55 z. B. Vela Mobile iPad, DCS Build-IT, Ing. J. Hainzl baudat, RIB Bau-mobil, Datafox Mobil-Mas-ter, ADS bpc-mobil, Zürcher HS Logger

nein

ja

Wurde das Objekte angeliefert oder eingebaut?

Sind Mängel am Objekt

vorhanden?

Bitte beschreiben Sie die Mängel am Bauteil.

Wird das Bauteil durch den Mangel unbrauchbar

(ja / nein)?

Fügen Sie bitte ein Bild des Mangels an.

Start:

Identifikation des Objektes auf der Baustelle

Fügen Sie bitte eine Sprachmemo hinzu.

Bitte bestätigen Sie die Erfassung mit Ihrer Unterschrift.

Ende:

Versand der Daten zum Synchronisations-Server

Legende

Tätigkeit

optionale Angabe

erforderliche Angabe


98

Im Herstellungsprozess mittels RFID-Transponder, Barcode oder Seriennummer

gekennzeichnete Elemente können damit auf der Baustelle eindeutig identifiziert

werden. Wird beispielsweise ein Betonfertigteil angeliefert, so scannt der Polier

dieses zunächst mit Hilfe eines robusten, RFID- bzw. Barcode-fähigen PDAs56.

Über die weiterentwickelte mobile Softwarelösung ePocket Handyman57 können

dem Objekt dann Informationen, wie z. B. der aktuelle Status oder Mangelbe-

schreibungen sowie Bilder, Sprachmemos und Kommentare zugeordnet werden.

Diese Informationen werden schließlich per GPRS58 bzw. UMTS59 oder HSUPA60 /

HSDPA61 an einen zentralen Synchronisationsserver übermittelt. Befindet sich der

Polier außerhalb der Netzabdeckung, findet die Übertragung beim nächsten Netz-

kontakt statt. Sämtliche Zeitstempel bleiben dabei erhalten. Abbildung 4-6 zeigt

die abgefragten Informationen bei der Baufortschritts- und Mangelerfassung.

Die Anpassung einer mobilen Datenerfassungslösung auf die Prozesse im Straßen-

und Brückenbau sind nicht Fokus dieses PDM-Konzeptes. Wesentliche Herausfor-

derung ist indessen die Integration und Verortung von Baustelleninformationen im

PDM-Back-End. Daher soll das von Klaubert entwickelte Datenerfassungskonzept

[Kla-11] mit der bauspezifischen PDM-Lösung gekoppelt werden.

Hierfür muss über die mittels RFID, Barcode oder manueller Eingabe erfasste Bau-

teilnummer das digitale Objekt-Pendant in der PDM-Umgebung aufgefunden wer-

den. Ist dieses eindeutig identifiziert, wird eine verknüpfte Ablage aller Baustellen-

informationen und damit auch eine direkte Informationskopplung zum Produkt-

modell möglich. In Klauberts Umsetzung werden alle Informationen auf einem zen-

tralen Synchronisationsserver gespeichert [Kla-11]. Von dort aus müssen sie an die

PDM-Umgebung weitergeleitet, aufbereitet und schließlich nach einem definierten

56 Personal Digital Assistant

57 epocket Handyman ist eine Windows Mobile-basierte Software-Lösung zur mobilen Datenauf-nahme mit Hilfe eines kleinen tragbaren Computers (PDA) und -übertragung an einen zentralen Synchronisationsserver

58 General Packet Radio Service

59 Universal Mobile Telecommunications System

60 High Speed Uplink Packet Access

61 High Speed Downlink Packet Access


99

Schema importiert werden. Abbildung 4-7 zeigt ein Schaubild des hierfür entwick-

elten Grobkonzepts.

Abbildung 4-7: Informationsfluss der mobilen Datenerfassung auf der Baustelle mit Rückmel-

dung an das PDM-System (eigene Darstellung nach [Fml-11a, S. 48])

Die Weiterleitung der Daten von Synchronisations- zu PDM-Server erfolgt trig-

gergesteuert62. Als Übertragungsformat eignet sich die erweiterbare Auszeich-

nungssprache XML63, da sie gleichermaßen von Menschen wie Maschinen inter-

62 ein Trigger startet einen bestimmten Prozess, wenn vorher eine definierte Aktion abgelaufen ist

63 Extensible Markup Language

PDM-

Client

Synchronisations-

Server

Bauteilerfassung via

RFID, Barcode, oder

manueller Eingabe der

Seriennummer

mobiles Handheld mit

RFID-/Barcode-Lesegerät

und Datenerfassungs-

SoftwareBetonfertigteil auf

der Baustelle

Informationseingabe durch

den Bediener


den Bediener

Mobilfunk oder

W-LAN Antenne

Du bist ein volldep

Legende

Informationsfluss zum PDM System

drahtloser Informationsaustausch über UMTS, EDGE, GPRS oder WLAN bzw. RFID und Barcode

Informationsfluss zwischen Handheld und Synchronisationsserver

PDM-

Server

XML

Parser

PDM-

Client

Synchronisations-

Server

Bauteilerfassung via

RFID, Barcode, oder

manueller Eingabe der

Seriennummer


RFID-/Barcode-Lesegerät

und Datenerfassungs-

SoftwareBetonfertigteil auf

der Baustelle


den Bediener


den Bediener

Mobilfunk oder

W-LAN Antenne

Du bist ein volldep

Legende




PDM-

Server

XML

Prozessor

neue XML-

Datei in definiertem

Verzeichnis vor-

handen?

ja

XML

Datei


100

pretierbar ist. Das erleichtert die spätere Schnittstellenprogrammierung. Erreicht

eine XML-Datei ein definiertes Verzeichnis am PDM-Server, so ist über einen

geeigneten Watchdog, der den Ordner auf neue XML-Dateien überwacht, sicher-

zustellen, dass die Datenaufbereitung angestoßen wird. Dies wiederum geschieht

über einen XML-Prozessor (Abbildung 4-8).

Abbildung 4-8: Grobkonzept zur PDM-Integration von XML-Baustellendaten

Die im XML-Prozessor enthaltene Verarbeitungskomponente muss dafür das Do-

kument nach Schlüsselelementen durchsuchen. Dabei wird zunächst geprüft, ob

die XML-Datei Informationen zum Baufortschritt enthält. Ist das der Fall, wird die

PDM-Datenbank nach einem digitalen Objekt durchsucht, das die gleiche Serien-

nummer wie das auf der Baustelle identifizierte, reale Objekt trägt. Ist das PDM-

Objekt nicht vorhanden, wird die XML-Datei ohne weitere Aktionen in einem

definierten Verzeichnis archiviert. Wird das PDM-Objekt hingegen identifiziert,

beginnt die XML-Extraktion der relevanten Informationen in einer für die PDM-Um-

PDM-Server

nein

ja

Checkliste

Baufortschrittserfassung

vorhanden?

Identifikation des Objektes im PDM-System

Extraktion der Daten aus der XML-Datei

Integration der Daten in die PDM-Umgebung

Start:

XML-Datei liegt vor

Ende:

Archivierung der XML-Datei

Objekt

vorhanden?

ja

nein

Suchanfrage

nach Objekt-IDObjekt

Dokument erzeugen

Attribute ändern


101

gebung verwertbaren Form. Diese müssen im Folgeschritt nach einem definierten

Schema in die PDM-Datenbank importiert werden.

Abbildung 4-9: Szenario 1: Integration von XML-basierten Baufortschritts- und Mangeldaten

in das PDM-System

nein

Ersteller

Position

Objektstatus

Mangelbeschreibung

Tauglichkeitsbewertung

Foto

Sprachmemo

Datum

Unterschrift

Mangel am Objekt

XML-Datei

PDM-Server

Objekt-ID

Attribut x

Status

.

.

.


Ersteller

Position

Mangelbeschreibung

Tauglichkeitsbewertung

Datum

Unterschrift

Sprachmemo

Sprachmemo.Dateiendung

Foto

Bild.Dateiendung

Mangel

vorhanden?

ja

Legende


transportiert Daten

erzeugt ein neues Dokument

PDM-Objekt


Dokument, das abhängig von seiner Ausprägung verschiedene Attribute besitzt

Objekt-ID


102

Dabei werden im Wesentlichen zwei Aktionen durchgeführt: Die Erzeugung von

Dokumenten und die Füllung von Datenbank-Tabellen mit Attributen. Das vollstän-

dige Datenintegrationskonzept ist in Abbildung 4-9 dargestellt. Informationen über

den Zustand eines Baustellenelementes (z. B. angeliefert) führen dabei zu einem

direkten Statuswechsel des PDM-Objekts. Auf diese Weise ist der Baufortschritt

zu jedem Zeitpunkt am Produktmodell dokumentiert, ohne dass der Polier PDM-

Kenntnisse besitzen muss. Folglich sind zeitnahe Soll-Ist-Abgleiche möglich, die

wiederum Basis für eine verbesserte Steuerung und Kontrolle der Baumaßnahme

sind. Mängel sowie deren Beschreibung inklusive Zeitstempel, Ersteller und

Unterschrift werden dem Objekt hingegen als eigenes Dokument angeheftet. Eine

Strukturebene tiefer werden dann eventuelle Fotos und Sprachmemos angefügt.

Existiert kein Mangel, so wird auch das in der Mangelbeschreibung entsprechend

dokumentiert. Fotos und Sprachmemos sollen unabhängig davon importierbar

sein, um bei einem eventuell später auftretenden Schaden den einwandfreien

Zustand eines Bauteils zu einem bestimmten Zeitpunkt nachzuweisen. Weitest-

gehend automatisiert entsteht so eine strukturierte Baufortschritts- und Mangel-

dokumentation.

Szenario 2: Wartungs- und Instandhaltungsmanagement

Um Bauwerksschäden möglichst frühzeitig zu erkennen und daraus Maßnahmen

abzuleiten, sind regelmäßige Prüfungen erforderlich. Daher existieren entsprech-

ende Richtlinien von Seiten des Gesetzgebers. Nur so ist ein nachhaltiges War-

tungs- und Instandhaltungsmanagement möglich. Für Ingenieurbauwerke wie Brü-

cken, Tunnel und Unterführungen sind die Inhalte derartiger Bauwerksprüfungen

im Rahmen der DIN 1076 genormt. Die Prüfvorschriften haben zum Ziel, Ingenieur-

bauwerke dauerhaft stand- und verkehrssicher zu halten. So sind z. B. im Rahmen

der alle sechs Jahre terminierten Brückenhauptprüfung sämtliche Bauwerksteile

„handnah“ zu prüfen [Ber-09, S. 61 ff.].

Die Dokumentation der Brückenprüfung erfolgt bereits heute überwiegend digital

via Notebook und einer speziellen Software. Die Prüfinformationen werden dabei

jedoch nicht in einem durchgängigen, modellbasierten Datenmanagement-System

zusammen mit sämtlichen Planungs- und Ausführungsdaten vorgehalten. Vielmehr

existieren proprietäre Software-Insellösungen für das Instandhaltungsmanage-

ment, wie z. B. SIB Bauwerke (vgl. hierzu Abschnitt 2.1.8).


103

Abbildung 4-10: Datenaufnahmekonzept zur Brückenprüfung mit einer mobilen Software-

Lösung (eigene Darstellung nach [Kla-11])

nein

ja

Möchten Sie

Empfehlungen zur

Schadensbeseitigung

abgeben?

Bitte beschreiben Sie die Art der Leistung.

Bitte geben Sie die entsprechende Menge an.

Wählen Sie nun bitte die Dringlichkeit aus.

Schätzen Sie nun bitte die Kosten dieser Maßnahme.

Geben Sie hier ggf. noch eine abschließende Bemerkung ein.

Legende

Tätigkeit

optionale Angabe

erforderliche Angabe

Bitte bewerten Sie den Schaden hinsichtlich der

Verkehrssicherheit.

Bitte bewerten Sie den Schaden hinsichtlich der Dauerhaftigkeit.

Bitte wählen Sie die Prüfungsart.

Bitte geben Sie die Prüfrichtung an.

Bitte wählen Sie den detektierten Schadensfall.

Bitte beschreiben die nun den Schaden.

Bitte bewerten Sie den Schaden hinsichtlich der Standsicherheit.

Bitte fügen Sie nun ein Bild des Schadens an.

Bitte bestätigen Sie die Schadenserfassung mit Ihrer Unterschrift.

nein

jaExistieren weitere

Schäden an diesem

Objekt?

Fügen Sie nun, falls gewünscht, noch eine Sprachmemo hinzu.

Ende:

Versand der Daten zum Synchronisations-Server

Start:

Identifikation des Objektes


104

Auch eine sichere Identifikation von Brückenelementen via Barcode oder RFID-

Transponder inklusive der Verwendung deutlich besser handhabbarer mobiler

Handhelds ist bislang nicht Stand der Technik. Klaubert schlägt daher auch für

diesen Anwendungsfall ein entsprechendes Objektidentifikations- und Datenerfas-

sungskonzept vor. Sie beschränkt sich dabei auf einen Teilbereich des in der DIN

1076 festgelegten Prüfschemas zur Schadensaufnahme. Die Objektidentifikation

erfolgt ausschließlich über im Bauwerk implantierte RFID-Transponder, um die von

der Norm geforderte „handnahe“ Prüfung sicherzustellen [Kla-11]. Abbildung 4-10

zeigt die bei der Brückenprüfung erfassten Daten.

Abbildung 4-11: Informationsfluss der mobilen Bauwerksprüfung mit Rückmeldung der Infor-

mationen an das PDM-System (eigene Darstellung nach [Fml-11a, S. 64])

XML

Datei

PDM-

Server

PDM-

Client

Synchronisations-

Server

Bauteilerfassung

via RFID


RFID-Lesegerät und Daten-

erfassungs-Software

Prüfobjekt


den Bediener


den Bediener

Mobilfunk oder

W-LAN Antenne

Du bist ein volldep

Legende




XML

Prozessor

neue XML-

Datei in definiertem

Verzeichnis vor-

handen?

ja


105

Auch für diesen Anwendungsfall gilt, dass die Entwicklung eines mobilen Daten-

erfassungskonzepts kein Aspekt dieser Arbeit ist. Im Fokus steht vielmehr die

intelligente Kopplung der erfassten Informationen mit dem PDM-Produktmodell.

Daher soll auch in Szenario 2 auf eine von Klaubert entwickelte und umgesetzte

Lösung zur RFID-basierten Datenerfassung zurückgegriffen werden [Kla-11].

Die grundsätzliche Idee, mit einer via RFID-Transponder im Bauteil erfassten

Seriennummer ein korrespondierendes, digitales PDM-Objekt zu suchen und Infor-

mationen entsprechend damit zu verknüpfen, ist dabei gleich. Analog zur Baufort-

schritts- und Mangelerfassung besteht daher auch der Systemaufbau aus iden-

tischen Komponenten. Der Informationsfluss vom Bauwerk zum PDM-System ist

folglich vergleichbar (Abbildung 4-11) und unterscheidet sich lediglich in der Fest-

legung auf die RFID-Technologie.

Somit kann das entwickelte Weiterleitungs- und Importkonzept für XML-Daten-

sätze beibehalten werden. Über einen Trigger werden die Prüfinformationen auch

hier im XML-Format von Synchronisations- zum PDM-Server transferiert, ein

Watchdog startet dann am PDM-Server wiederum den XML-Prozessor (vgl. hierzu

auch Abbildung 4-8) und damit den Importvorgang. Da Bauwerks-Prüfdaten nur

wenige Gemeinsamkeiten mit Baufortschritts- und Mangeldaten aufweisen, ist

jedoch das Importschema der Prüfdaten grundverschieden (Abbildung 4-12).

XML-Informationen über die Prüfungsart eines Bauwerkselements führen zunächst

zur Erstellung eines Dokuments QM64: Prüfbericht nach DIN 1076, das mit dem

korrelierenden PDM-Objekt verknüpft ist. Dieses Dokument beinhaltet Metadaten

zum Prüfer, der Prüfungsart, -richtung und des Prüfdatums. Zudem soll es die

Unterschrift des Bauwerksprüfers tragen. Werden am Bauwerk Schäden wie

beispielsweise Risse im Beton festgestellt, so wird eine Strukturebene unterhalb

des Prüfberichts ein Dokument QM: Schadenserfassung nach DIN 1076 erstellt. Es

enthält Informationen zur Schadensart, eine Schadensbeschreibung sowie eine

Bewertung des Schadens hinsichtlich Standsicherheit, Verkehrssicherheit und

Dauerhaftigkeit. Werden zudem Empfehlungen zur Schadensbeseitigung angege-

ben, sind auch diese mit dem Dokument verknüpft.

64 Qualitätsmanagement


106

Abbildung 4-12: Szenario 2: Integration von XML-basierten Bauwerks-Prüfdaten in das PDM-

System

Sprachmemo

QM: Schadenserfassung nach DIN 1076

Empfehlung zur Schadensbeseitigung

Bewertung hinsichtlich Dauerhaftigkeit

nein

Ersteller

Position

Prüfrichtung

Schadensart

Schadensbeschreibung

Bewertung hinsichtlich Standsicherheit

Bewertung hinsichtlich Verkehrssicherheit

Schadensfall 1

XML-Datei

PDM-Server

Objekt-ID

Attribut x

Status

.

.

.


Prüfer

Prüfungsart

Prüfrichtung

Datum

Unterschrift

Sprachmemo

Sprachmemo.Dateiendung

Foto

Bild.Dateiendung

Schaden

vorhanden?

ja

Bewertung hinsichtlich Dauerhaftigkeit

Empfehlung zur Schadensbeseitigung

Art der Leistung

erforderliche Menge

Dringlichkeit

abschließende Bemerkung

Kostenschätzung

Foto

Schadensfall 1 + n

...

Unterschrift

Datum

Prüfungsart

Schadensart

Schadensbeschreibung

Bewertung hinsichtlich Standsicherheit

Bewertung hinsichtlich Verkehrssicherheit

erforderliche Menge zur Schadensbeseitigung

Dringlichkeit der Schadensbeseitigung

Kostenschätzung zur Schadensbeseitigung

Legende


transportiert Daten

erzeugt ein neues Dokument

PDM-Objekt


Dokument, das abhängig von seiner Ausprägung

verschiedene Attribute besitzt

Objekt-ID


107

Hat der Bauwerksprüfer darüber hinaus via Handheld Bilder oder Sprachmemos

zum Schaden aufgenommen, so sind auch diese mit den Schadensinformationen

zu verknüpfen. So entsteht eine objektorientierte und modellbasierte Dokumen-

tation aller Schäden. Sämtliche Informationen sind in einem lebenszyklusorien-

tierten Ansatz zusammen mit Bauplanungs- und -ausführungsdaten strukturiert

verwaltet und übersichtlich mit dem Bauwerkselementen verknüpft. Auf dieser

Basis können Schäden und deren weitere Entwicklung nicht nur beobachtet, son-

dern zudem mit Hilfe von qualitätsrelevanten Berichten aus der Bauausführung auf

eventuelle Unzulänglichkeiten analysiert werden. Die Planung von weiteren War-

tungs- und Instandsetzungsmaßnahmen soll – soweit vorhanden – über die PDM-

interne Aufgabenverwaltung erfolgen.

4.3.8 Livebilder und -videos von der Baustelle

Die Integration der in Abschnitt 4.3.7 (Szenario 1) erfassten Daten verschafft allen

Beteiligten einen raschen Überblick hinsichtlich des Baufortschritts. Eine umfas-

sende Momentaufnahme ist allerdings lediglich mit Live-Bildern der Baustelle mög-

lich. Daher bieten zahlreiche Hersteller Komplettpakete aus robuster Kamera, Da-

tenübertragungs- und Visualisierungs-Modul an65. Ein Livebild bzw. -video der

Baustelle kann dann auf einer passwortgeschützten Webseite beobachtet werden.

Derartige Insellösungen sind in das Konzept zu integrieren. Hierfür wurde im

Dokument-Schema (vgl. hierzu Abschnitt 4.3.1) ein Typ Webcam kreiert, der so-

wohl mit Bauprojekten, -abschnitten als auch mit Objekten verknüpft werden kann

und demzufolge direkt PDM-Elementen zuordenbar ist. Er soll auf der Anzeige-

maske das entsprechende Livebild der Baustelle übertragen. Damit ist für alle Pro-

jektbeteiligten zeit- und ortsunabhängig ersichtlich, welche Aktivitäten und Wetter-

bedingungen gerade auf der Baustelle vorherrschen.

4.3.9 Qualitätscontrolling

Gestiegene Qualitätsanforderungen sowie strengere Normen und Richtlinien führen

dazu, dass die Dokumentation qualitätsrelevanter Baustellendaten immer wichtiger

65 z. B. Klugkist UMTS Mobile Security, Miller Security Service UMTS-Video-Kit (beide Systeme basieren auf einem Mobotix-Kameraset)


108

wird (vgl. hierzu auch Abschnitt 1.3). In Abschnitt 4.3.1 wurden daher standardi-

sierte QM-Vorlagen für eine bauspezifische PDM-Umgebung entwickelt. Die PDM-

Architektur erlaubt es, qualitätsrelevante Dokumente direkt einem bzw. mehreren

Bauobjekten zuzuweisen. Ergebnis ist eine strukturierte und modellbasierte Ablage

von Qualitätsdokumenten.

Diese Dokumentation ist wichtig, an einigen Stellen aber nicht ausreichend. Spe-

ziell in der Medizintechnik und der Luftfahrtindustrie werden daher verstärkt Com-

pliance-Konzepte in die PDM-Plattform integriert. Compliance bedeutet in diesem

Zusammenhang die Zusicherung, dass Aktivitäten in der Produktentwicklung, die

produktdefinierenden Daten und schließlich das Produkt selbst regelkonform sind.

Folglich müssen eine Reihe an Empfehlungen, Richtlinien, Vorschriften und Ge-

setzen im Rahmen des Entwicklungsprozesses berücksichtigt und kontrolliert wer-

den [Dre-10], [Gün-11b, S. 133 f.].

Abbildung 4-13: Schaubild: QM-Betoncontrolling innerhalb der PDM-Umgebung

Dieser Ansatz ist auch auf die Baubranche adaptierbar. Während die Absicherung

der Bauplanungsprozesse mit PDM-Bordmitteln wie Workflow- und Prozessma-

nagement-Modulen gut abgedeckt wird, bedarf es vor allem in der Bauausfüh-

Warnhinweis: «Eingebaute Beton-Festigkeitsklasse entspricht

nicht den Vorgaben der Planung!»

Sende dem zuständigen Bauüberwacher des entsprechenden Bau-

abschnitts eine Warn-E-Mail und dokumentiere den Vorgang.

Start: Dokument «QM: Frischbetonprüfung» mit

PDM-Objekt verknüpft

Ende

Legende

nein

ja

Weicht Beton-Festig-

keitsklasse auf Dokument

«QM: Frischbeton Prüfung»

von den Vorgaben auf den

Objektmerkmalen ab?

Systemreaktion

Status

Abfrage


109

rungsphase eines verstärkten Qualitätscontrollings. Da im Straßen- und Brücken-

bau eine große Menge an Beton unterschiedlichster Expositionsklassen und

Festigkeiten eingebaut wird, soll daher exemplarisch ein Konzept zum Qualitäts-

controlling des Betoneinbaus entwickelt werden. Dabei ist vom PDM-System fest-

zustellen, ob die in der Planung vorgesehene Beton-Festigkeitsklasse mit den An-

gaben der Frischbetonprüfung von der Baustelle übereinstimmt (Abbildung 4-13).

Wird ein Dokument QM: Frischbetonprüfung (vgl. hierzu auch Abschnitt 4.3.1), das

unter anderem Informationen zu Herstelldatum, Ausbreitmaß und Festigkeitsklasse

des eingebauten Betons beinhaltet, erstellt und mit dem entsprechenden PDM-

Objekt verknüpft, so erfolgt im System eine automatisierte Prüfung. Diese ermittelt

zunächst die in den Objektattributen im Rahmen der Planung festgelegte Beton-

Festigkeitsklasse. Stimmt diese mit dem QM-Dokument von der Baustelle überein,

geschieht nichts. Weicht der Beton jedoch von der Sollvogabe ab, so erscheint ein

Hinweis, dass die eingebaute Beton-Festigkeit nicht den Vorgaben der Planung

entspricht. Zudem erhält die Rolle Bauüberwacher des entsprechenden Bau-

abschnittes eine vom System generierte Warn-E-Mail und der gesamte Vorgang

wird in der PDM-Umgebung dokumentiert.

4.3.10 Zuständigkeits- und Expertenverzeichnis

Gerade in der Ausführungsphase führen unklare Zuständigkeiten häufig zu Verzö-

gerungen und Problemen im Bauablauf. Während Kompetenzen, Kenntnisse und

Fähigkeiten von Personen im eigenen Unternehmen zumeist bekannt sind, ist dies

bei unternehmensübergreifenden, stark arbeitsteiligen und zudem temporär zu-

sammengesetzten Bauprojekten nicht der Fall. Eine direkte und schnelle Kommu-

nikation mit dem jeweiligen Ansprechpartner gestaltet sich daher oft schwierig.

Deshalb bietet es sich an, Methoden des Wissensmanagements in die PDM-Platt-

form zu integrieren. Mit Hilfe von Expertenverzeichnissen können z. B. Projekte ge-

zielt nach Akteuren mit Fähigkeiten in bestimmten Wissensgebieten durchsucht

werden. Diese Wissensgebiete können dabei sowohl Zuständigkeiten als auch

besondere Fähigkeiten, z. B. im Umgang mit einem speziellen Laserscan-basierten

Vermessungssystem umfassen. Die Bewertung der Wissensgebiete soll dabei über

eine gerade Zahlenskala erfolgen, um Durchschnittsangaben zu vermeiden. Über-

dies ist es zweckmäßig, das Expertenverzeichnis mit dem Personenverzeichnis zu


110

koppeln. Die Projektbeteiligten werden folglich im System nicht nur mit Kontakt-

daten und Position, sondern auch mit dem entsprechenden Kompetenzprofil abge-

legt. Ein projektspezifisch anpassbares Konzept, das diesen Anforderungen ent-

spricht, ist als Dokumenttyp Kontakt in Anhang 7.1.3 hinterlegt.

4.3.11 Fazit: PDM-Komponenten für die Abwicklung von Straßen-

und Brückenbauprojekten

Die Abschnitte 4.3.1 bis 4.3.10 stellen ein Konzept für die PDM-basierte Abwick-

lung von Straßen- und Brückenbauprojekten vor. Abbildung 4-14 zeigt eine Zu-

sammenfassung der hierfür erforderlichen Komponenten.

Abbildung 4-14: PLM-Konzept für die Abwicklung von Straßen- und Brückenbauprojekten

PDM-Portal Straßen- und Brückenbau

Gruppen

Rollen

Rechte

Bauprojekte /

-abschnitte

Objektkataloge

Dokumenttypen

Status- und

Workflow-

Management

Qualitäts-

controlling

Projekt- &

Aufgaben-

management

Zuständigkeits-

und Experten-

verzeichnis

Kalkulation und

AbrechnungGIS

mobile

Datenerfassung

Autorensys-

teme: Office /

E-Mail /CAD

Webcam

5 Umsetzung eines modellbasierten, lebenszyklusorientierten Datenmanagement-Systems für Straßen- und Brückenbauprojekte

111

5 Umsetzung eines modellbasierten, lebenszyklus-

orientierten Datenmanagement-Systems für

Straßen- und Brückenbauprojekte

5.1 Bewertung von PDM-Systemen als Grundlage für das


Basierend auf den in Abschnitt 4.3 entwickelten PDM-Komponenten soll das Da-

tenmanagement-Konzept nun in einem Software-Werkzeug umgesetzt und zudem

im Rahmen eines Fallbeispiels auf seine Tauglichkeit in Straßen- und Brückenbau-

projekten untersucht werden. Hierfür ist ein prinzipiell geeignetes PDM-Produkt

punktuell an die bauspezifischen Anforderungen anzupassen (vgl. hierzu Abschnitt

4.2). Um eine derartige PDM-Basis auszuwählen, bedarf es zunächst einer syste-

matischen Bewertung am Markt verfügbarer PDM-Lösungen.

5.1.1 Untersuchungsmethodik

Anforderungspriorisierung

Abbildung 5-1: Gewichtung der Anforderungen für einen unternehmensübergreifenden PDM-

Einsatz im Straßen und Brückenbau; einige Anforderungen wurden in weitere Einzelaspekte

untergliedert, die der Bewertungsmatrix (Anhang 7.3.1) zu entnehmen sind

20,00%

5,00%

2,50%

7,50%

5,00%

7,50%10,00%

7,50%

2,50%

20,00%

10,00%

2,50%

Gewichtung

Datenmanagement

Visualisierung

Anforderungsmanagement

Projektmanagement

Integration von Daten aus der Ausführungsphase

Prozesse

Rechte, Rollen und Personen

Weitere Schnittstellen

Kommunikation

Anwenderergonomie

Administration & Customizing

Kosten

20,00%

5,00%

2,50%

7,50%

5,00%

7,50%10,00%

7,50%2,50%

20,00%

10,00%

2,50%

Gewichtung

Datenmanagment

Visualisierung

Anforderungsmanagment

Projektmanagment

Integration von Daten aus

der AusführungsphaseProzesse

Rechte, Rollen und

PersonenWeitere Schnittstellen

Kommunikation

Anwenderergonomie

Administration &

CustomizingKosten


112

Die Bewertung der zu identifizierenden PDM-Basis erfolgte auf Grundlage der in

Abschnitt 4.1 durchgeführten Anforderungsanalyse. Da nicht alle Kriterien gleicher-

maßen bedeutend sind, wurden die dort bestimmten Anforderungen in Teamarbeit

klassifiziert und ihrer Relevanz nach gewichtet (Anforderungensprioisierung,

Abbildung 5-1) [Lin-09, S. 181 f.]. Zu berücksichtigen war, die Kriterien möglichst

unabhängig voneinander zu definieren, um „Doppelbewertungen“ zu vermeiden.

Anschließend wurden sie in Form einer Anforderungsliste dokumentiert.

Bewertungs- und Auswahlsystematik

Die Anforderungsliste dient der Bewertung und Auswahl als objektive Grundlage.

Mit Hilfe einer Punktebewertung soll der Erfüllungsgrad der gewichteten Kriterien

quantitativ erfasst werden [Lin-09, S. 180 f.]. Da zahlreiche Kriterien zu ermitteln

sind und eine differenzierte sowie transparente Beurteilung anvisiert wird, bietet

sich die Nutzwertanalyse als Bewertungsmethode an. Nach Zangemeister dient sie

der Analyse einer Menge komplexer Alternativen mit dem Zweck, diese entsprech-

end der Präferenzen des Entscheidungsträgers bezüglich eines definierten Zielsys-

tems zu ordnen [Zan-76, S. 45]. Umgesetzt wird die Nutzwertanalyse als gewich-

tete Punktebewertung von Alternativen in einem gruppierten, hierarchischen Wert-

system. Ein Beispiel verdeutlicht die Umsetzung eines derartigen Wertsystems:

Angenommen, es sei ein neuartiger Hydraulikbagger zu entwickeln. Die Kosten

sollen bei der Bewertung von alternativen Auslegerkonzepten mit 20 % ins

Gewicht fallen. Diese sind wiederum in Fertigungs- (75 %) und Entwicklungskosten

(25 %) gegliedert. Das absolute Gewicht der Entwicklungskosten (0,05) ergibt sich

demnach aus der Multiplikation von Relativgewicht (0,25) und dem Gewichtungs-

faktor der „Kriteriengruppe Kosten“ (0,20) (nach [Lin-09, S. 183 ff.]).

Soll der Nutzwert aller PDM-Alternativen über sämtliche Kriterien gebildet werden,

so ist zunächst der Punktwert für den Erfüllungsgrad Eij jeder einzelnen Anforder-

ung i mit dem Gewichtungsfaktor Gi zu multiplizieren. Darauf folgend wird die

Summe aller gewichteten Teilbewertungen gebildet. Die Gesamtsumme über alle

Kriterien einer Alternative Nj stellt am Ende ein Maß für die Tauglichkeit des PDM-

Systems als unternehmensübergreifende Projektplattform für Straßen- und

Brückenbauprojekte dar (Formel 5-1).


113

Formel 5-1: Ermittlung des Nutzwertes im Rahmen einer Nutzwertanalyse

Für eine derartige Benotung sind quantitative Punktwerte zwingend erforderlich.

Häufig sind diese relativ einfach zu bilden, z. B. wenn ein Kriterium nicht (1 Punkt)

bzw. sogar übererfüllt ist (3 Punkte). Oftmals müssen aber aus einer Menge an

subjektiven Größen geeignete Punktwerte abgeleitet werden. Da häufig ein funk-

tionaler Zusammenhang zwischen Wertigkeit und Ausprägung besteht, lassen sich

diese mit Hilfe der Wertfunktion systematisch ermitteln. Im Rahmen der PDM-

Nutzwertanalyse wurde diese Methode z. B. bei der Vergabe der Punktwerte in der

Kategorie Kosten angewendet.

Wie bereits dargestellt, erfolgte die PDM-Bewertung auf Basis der in Abschnitt 4.1

definierten Anforderungen. Die Unternehmensgröße, Markdurchdringung und wirt-

schaftliche Stärke des PDM-Herstellers, der entsprechende Geschäftswert sowie

Kennzahlen (z. B. Eigenkapitalquote) oder aber die strategische Ausrichtung des

Anbieters wurden in dieser Betrachtung bewusst nicht berücksichtigt, da lediglich

die prinzipielle Machbarkeit zu untersuchen war.

Bevor die Nutzwertanalyse durchgeführt werden konnte, war aufgrund der großen

Anzahl an PDM-Anbietern zunächst der Kandidatenkreis einzugrenzen. Daher wur-

de eine Vorauswahl auf Basis essentieller Anforderungen hinsichtlich

Versionierungstechniken

Konfigurationsmanagement

integriertem Projektmanagement

rgi

n

i

ijij

GGG

EGN

1

Nj = Nutzwert der Alternative j

Gi = Gesamtgewichtungsfaktor der Anforderung i

Gg = Gewichtungsfaktor der Kriteriengruppe

Gr = relativer Gewichtungsfaktor

Eij = Erfüllungsgrad der Alternative j bezüglich der Anforderung i = 1, 2, 3

1 = nicht erfüllt

2 = erfüllt

3 = exzellent erfüllt


114

integriertem Viewer

Rechtemanagement

Workflow-Management

Web-Client-Fähigkeit und

Multi-CAD-Fähigkeit

durchgeführt. Um eine möglichst geeignete PDM-Basis auszuwählen, wurde zu-

sätzlich darauf geachtet, alle am Markt verfügbaren PDM-Kategorien in der Nutz-

wertanalyse zu berücksichtigen. Diese beinhaltet daher jeweils mindestens ein

System aus den Kategorien:

umfangreiches PDM-System, CAD-anbietergetrieben (A1)

umfangreiches PDM-System, CAD-neutral (A2)

mittelgroßes PDM-System, CAD-anbietergetrieben (B2)

mittelgroßes PDM-System, CAD-neutral (B1)

schlankes PDM-System, CAD-anbietergetrieben (C)

Abbildung 5-2: Verteilung der neun detailliert analysierten PDM-Systeme bezüglich ihrer

Kategorie

Die Anzahl der detailliert zu betrachtenden Software-Lösungen konnte dadurch

von 43 auf 9 Produkte eingegrenzt werden. Abbildung 5-2 zeigt die Verteilung der

der ausführlich untersuchten PDM-Systeme hinsichtlich ihrer Kategorie.

Die verbleibenden Systeme wurden anschließend im Rahmen der Nutzwertanalyse

in Form von

Literaturrecherchen

11%

11%

34%

22%

22%

Kategorien

umfangreiches PDM-System,

CAD-anbietergetrieben (A1)

umfangreiches PDM-System,

CAD-neutral (A2)

mittelgroßes PDM-System,

CAD-neutral (B1)

mittelgroßes PDM-System,

CAD-anbietergetrieben (B2)

schlankes PDM-System,

CAD-anbietergetrieben (C)

11%

11%

34%

22%

22%

Kategorien







115

Präsentationen von PDM-Herstellern

Gesprächen und Diskussionen bei Veranstaltungen

Messegesprächen

Telefon-Interviews

Live-Demos mit Testdatensätzen

Gesprächen und Besuchen bei Referenzkunden

Schulungen

Installationen und Durchführung von Updates

Konfigurationen und Customizing von Systemen

detailliert untersucht. Möglichst viele Kriterien wurden dabei direkt am System auf

ihre Erfüllung überprüft. Vier der neun Systeme wurden hierfür in einer Testumge-

bung (Sandbox) implementiert. Da Bewertungskriterien nie vollständig voneinander

unabhängig sind, wurde zur Absicherung der Ergebnisse neben einer Plausibilitäts-

auch eine Sensitivitätsanalyse in Teamarbeit durchgeführt [Lin-09, S. 187]. Die

Bewertung basiert im Wesentlichen auf Software-Releases des Jahres 2009. Even-

tuelle, in der Zwischenzeit erweiterte Funktionsumfänge wurden nicht berücksich-

tigt. Aufgrund dessen können fehlerhafte Bewertungen nicht ausgeschlossen wer-

den. Alle Angaben der Nutzwertanalyse sind daher ohne Gewähr.

5.1.2 Bewertung und Auswahl

Insgesamt neun Produkte wurden auf Basis der in Abschnitt 5.1.1 vorgestellten

Untersuchungsmethodik systematisch analysiert. Es handelt sich dabei um fol-

gende Systeme:

Aras Innovator


Autodesk Vault Manufacturing 2010


Bentley Projectwise



116

Contact CIM Database


Dassault SmarTeam


keytech PLM 11/12


Procad PRO.FILE 8.3


Siemens Teamcenter 2007 / 8


Dassault SolidWorks PDM Enterprise 2009


Die Ergebnisse der Nutzwertanalyse inklusive der Punktevergabe hinsichtlich

sämtlicher Kriterien sind im Anhang 7.3.1 ausführlich dargestellt. Abbildung 5-3

stellt die Ergebnisse der Nutzwertanalyse in einem kombinierten Balkendiagramm

dar.

Eine intuitive Bedienung sowie die schnelle, projektspezifische Anpassungsfähig-

keit sind wesentliche Anforderungen beim unternehmensübergreifenden Datenma-

nagement (vgl. hierzu Anforderungspriorisierung, Abbildung 5-1). Nicht zuletzt des-

halb eignet sich das Produkt PRO.FILE im derzeitigen Entwicklungsstand beson-

ders, obwohl das zweitplatzierte System CIM Database im Bereich des integrierten

Projektmanagements besser abschneidet. Beide Systeme erfüllen alle weiteren

wesentlichen Anforderungen gleichermaßen zufriedenstellend. Rein funktionell

betrachtet, das heißt ohne Berücksichtigung der Aspekte Ergonomie und Adminis-

tration & Customizing offenbart sich, dass auch Aras Innovator und Siemens Team-

center einen beachtlichen Funktionsumfang bieten. PRO.FILE fällt hier leicht zu-

rück (Abbildung 5-4) [Gün-11a, S. 42 f.].


117

Abbildung 5-3: Ergebnis der PDM-Systembewertung; Die Länge der farbigen Balken ent-

sprechen dem Punktwert, der in der jeweiligen Kategorie erzielt wurde

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Siemens Teamcenter 2007/8

Contact CIM DATABASE

Aras Innovator

Procad PRO.FILE 8.3

keytech PLM 11/12

Bentley ProjectWise

Dassault SmarTeam

Dassault Solid Works Enterprise PDM

Autodesk Vault Manufacturing

Grad der Eignung für die Bauprojektdatenverwaltung

20,00%

5,00%

2,50%

7,50%

5,00%

7,50%10,00%

7,50%

2,50%

20,00%

10,00%

2,50%

Gewichtung

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement

Integration von Daten aus der

Ausführungsphase

Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

20,00%

5,00%

2,50%

7,50%

5,00%

7,50%10,00%

7,50%

2,50%

20,00%

10,00%

2,50%

Gewichtung

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Ausführungsphase

Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

20,00%

5,00%

2,50%

7,50%

5,00%

7,50%10,00%

7,50%

2,50%

20,00%

10,00%

2,50%

Gewichtung

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Ausführungsphase

Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten


118

Abbildung 5-4: Grad der Eignung der verglichenen PDM-Systeme ohne Berücksichtigung der

Anforderungen in den Bereichen Ergonomie sowie Administration & Customizing

Aufgrund der Untersuchungsergebnisse kommt daher sowohl für die bauspezi-

fische PDM-Umsetzung als auch für die Validierung anhand eines Fallbeispiels die

Softwarelösung Procad PRO.FILE als PDM-Basiswerkzeug zum Einsatz. Die leich-

ten Schwächen im Bereich Projektmanagement sind für die Anwendung im Stra-

ßen- und Brückenbau nicht entscheidend. Eine detaillierte Einzelbewertung aller

Systeme befindet sich im Anhang 7.2.

5.2 Fallbeispiel: Customizing eines PDM-Systems für die

Abwicklung von Straßen- und Brückenbauprojekten

In Abschnitt 5.1 wurde basierend auf einer systematischen Bewertungsmethode

ein geeignetes PDM-Fundament zur Abwicklung von Straßen- und Brückenbau-

projekten identifiziert. Dieses ist umfassend anzupassen, um tatsächlich zu einem

effizienteren Bauen und Betreiben über den gesamten Lebenszyklus beizutragen.

Hierfür sind die im Rahmen der Konzeption (vgl. hierzu Kapitel 4.3) ausgearbeiteten

Konfigurationen und Anpassungsprogrammierungen für den Infrastrukturbau maß-

geblich (Abbildung 5-5).

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

Aras Innovator


Siemens Teamcenter 2007/8

Procad PRO.FILE

keytech PLM 11/12Dassault SmarTeam

Dassault Solid Works

Enterprise PDM

Autodesk Vault

Manufacturing

Bentley ProjectWise

Gra

d d

er

Eig

nung

fü

r die

Bau

pro

jek

tdate

nv

erw

alt

un

g


119

Abbildung 5-5: Basisfunktionalitäten von PDM-Systemen und im Rahmen dieser Arbeit ent-

wickelte Lösungen für den Straßen- und Brückenbau

Alle Customizingarbeiten werden anhand eines realen Fallbeispiels erläutert. Hier-

für wurde im Rahmen des ForBAU-Projektes eine Infrastrukturbaumaßnahme in

Süddeutschland wissenschaftlich begleitet.

PDM-Testumgebung

Als Testumgebung für die PDM-Infrastruktur diente ein 2,5 GHz Serverrechner mit

8 physikalischen Prozessorkernen sowie 16 GB Arbeitsspeicher (RAM) in einer

RAID66 6-Umgebung. Das PDM-System Procad PRO.FILE wurde zusammen mit

der benötigten Microsoft Structured Query Language (SQL)-Datenbank auf einer

gemeinsamen virtuellen Maschine (VM) implementiert. Die Virtualisierung von

Datenbanken geht zwar mit Performance-Verlusten einher, eine gekapselte PDM-

VM bietet aber maximale Flexibilität bei Portierungen und einfachste Handhabung

bei der Datensicherung. Aufgrund der leistungsstarken Serverplattform war

überdies zu erwarten, dass das Gesamtsystem trotz virtueller Datenbank aus-

66 Redundant Array of Independent Disks, zu Deutsch: Redundante Anordnung unabhängiger Festplatten (dadurch höhere Datenverfügbarkeit beim Ausfall einzelner Festplatten)

Ba

sis-

fun

kti

on

en

An

pa

ssu

ng

en

Ko

nfi

gu

rati

on

Cu

sto

miz

ing

Benutzer-

verwaltung

bauspezifische

Objekt- und

Dokumenten-

kataloge

bauspezifische

Status- und

Workflow-

Vorlagen

Nummern-

system

bauspez.

Vorlagen für

Gruppen /

Rollen /

Favoriten

Bauprojekt-

management

CAD-

Attribut-

synchronisa-

tion

Experten-

verzeichnis

status-

abhängige

Modell-

färbung

Anbindung

mobiler

Datenerfas-

sungssoftware

Beton-

Qualitäts-

controlling

GIS

Integration

ERP-

Integration

Mail- und

Office-

integration

Baustellen-

webcam-

Integration

Neutral-

format-

Generatoren

CAD-

Integration

Status- und

Workflow-

verwaltung

Produkt-

strukturen

Dokumenten-

managementArchivierung

Projekt-

management

Modul

PDM Funktionalität


120

reichend performant ist. Diese Einschätzung stellte sich im Rahmen des Fall-

beispiels als richtig heraus. Über die Infrastruktur der Technischen Universität

München und des Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) konnten

diverse Client-Rechner angebunden werden. Darüber hinaus wurden auch externe

Anwender über Virtual Private Network (VPN) angebunden, um die unternehmens-

übergreifende Projektarbeit zu simulieren.

5.2.1 PDM-Anpassungen für die Bauplanung

Die Planungsphase ist maßgeblich für die Kostenentstehung in der Bauausführung

verantwortlich (vgl. hierzu Abbildung 1-5). Der Zugriff auf aktuelle, umfassende und

konsistente Projektinformationen ist daher gerade in dieser Phase von essentieller

Bedeutung.

Nummernsystematik

Für die Eindeutigkeit all dieser Informationen ist vor Projektstart ein Ablage- und

Nummerierungssystem festzulegen. Für jeden Datensatz wird dann entsprechend

dieses definierten Schemas eine eindeutige Identifikationsnummer (ID) generiert

und in der Datenbank eingetragen. Tabelle 5-1 zeigt das Ablage- und Nummerie-

rungssystem im vorliegenden Fallbeispiel.

Tabelle 5-1: Schema zur Erstellung von eindeutigen PDM-Identifikationsnummern für Pro-

jekte, Objekte und Dokumente

Die Nummernsystematik folgt hierbei keinen besonderen Regeln. Sie kann bei allen

PDM-Systemen entweder in der Administrator-Oberfläche konfiguriert, oder aber

in der Datenbank entsprechend implementiert werden (Abbildung 5-6).

Entität Zusammensetzung der ID Erläuterung Beispiel

Projekt variabel {12 Ziffern}

Ziffern werden durch einen

Zähler bei jedem neuen Projekt

um +1 erhöht

000000010116

Objekt

fix {ForBAU_} + variabel {Objekt-

klassifikation am 1. Knoten} + vari-

abel {12 Ziffern}


Zähler bei jedem neuen Objekt

um +1 erhöht

ForBAU_Brücke_000000010287

Dokument variabel {5 Ziffern}


Zähler bei jedem neuen

Dokument um +1 erhöht

10714


121

Abbildung 5-6: Umsetzung des Generators zur Erstellung von eindeutigen Identifikations-

nummern für Projekte, Objekte und Dokumente im Microsoft SQL Server Management Studio

Gruppen, Rollen und deren Rechte

Nach der Festlegung der Nummernsystematik können prinzipiell erste Elemente in

der PDM-Umgebung angelegt werden. Zuvor muss sich der entsprechende Be-

nutzer jedoch über eine individuelle Kennung an der PDM-Client Software bzw. am

entsprechenden PDM-Web-Client einwählen (Abbildung 5-7).

Abbildung 5-7: Login mit Benutzername und Kennwort am PDM-Portal


122

Nach der Anmeldung greift das in Abschnitt 4.1.1 definierte Rechteschema hin-

sichtlich

Gruppenzugehörigkeit

Projektrolle sowie

Objekt- bzw. Dokumentstatus.

Dieses wurde in der PDM-Administrationsoberfläche entsprechend konfiguriert.

Der Benutzer Volker Vermesser kann demnach z. B. lediglich Dokumente eines be-

stimmten Typs anlegen (Abbildung 5-8). Außerdem darf er nur auf Elemente zugrei-

fen, für die er die erforderlichen Rechte besitzt.

Abbildung 5-8: PDM-Administrator Oberfläche: Benutzerrechte, z. B. zum Anlegen von Doku-

menten eines bestimmten Typs werden vom vordefinierten Gruppen- bzw. Rollenkonzept

vererbt


123

Persönliche Startseite

Ist die Anmeldung abgeschlossen, so erscheint eine persönliche Startseite. Aus-

gehend davon ist der Benutzer in der Lage, direkt

zuletzt verwendete Bauprojekte und -abschnitte, Objekte und Dokumente

zu wählen

aktuelle Aufgaben einzusehen

auf seine persönlichen Favoriten zuzugreifen oder

neue Objekte und Dokumente zu importieren.

Abbildung 5-9 zeigt die Startseite des Benutzers Bernd Brückenplaner. Er hat in

der Baumaßnahme ForBAU_B15n in Bauabschnitt 1 die Rolle des Brückenplaners

inne (vgl. Titelleiste des Screenshots in Abbildung 5-9). In der Leiste links im Bild

sind die persönlichen Aufgaben sowie öffentliche und private Favoriten aufgelistet.

In der Mitte des Screenshots sind die zuletzt verwendeten Dokumente inklusive re-

levanter Metadaten wie Status, Anleger oder Dokumenttyp dargestellt.

Abbildung 5-9: Startseite des Benutzers Bernd Brückenplaner am PDM-Portal; im ersten

Bauschnitt der Baumaßnahme ForBAU_B15n hat er die Rolle des Brückenplaners inne


124

Sollen internationale Baumaßnahmen PDM-basiert abgewickelt werden, können

sämtliche Metadaten auch mehrsprachig erfasst werden (Abbildung 5-10).

Abbildung 5-10: englischsprachige Startseite des PDM-Portals

Objektkataloge

Neue Objekte können direkt auf der Startseite über das Icon67 Teil erstellen bzw.

Create part angelegt werden (vgl. hierzu Abbildung 5-9 und Abbildung 5-10).

Voraussetzung dafür ist, dass der entsprechende Benutzer dazu berechtigt ist,

neue Objekte zu erstellen. Ist dies der Fall, so können die in Abschnitt 4.3.1 kon-

zeptionell entwickelten Objektkataloge für

Baugrund


Brücken

Trassen und

67 ein Icon ist in diesem Zusammenhang ein grafisches Symbol, das in der Benutzeroberfläche lokalisiert ist und bei dessen Anwahl einen Befehl ausführt.


125

kombinierte Objekte

aufgerufen werden. Ein Wizard führt den Anwender durch die verschiedenen

Ebenen der Produktstruktur und fragt je nach Objekttyp und Hierarchiestufe die

entsprechend relevanten Merkmale ab. Abbildung 5-11 zeigt die Erstellung einer

Widerlagerwand aus Beton, die zur Objektklasse Brücke gehört.

Abbildung 5-11: Klassifizierung von Brückenelementen innerhalb des entwickelten PDM-

Portals


126

Über die Knoten Straßen- und Balkenbrücke sowie Unterbau und Widerlager

navigiert der Nutzer zu dem zu erstellenden Objekt. Abhängig von der

hierarchischen Ebene werden schrittweise neue Attribute abgefragt. So sind z. B.

Angaben hinsichtlich der Betonfestigkeitsklasse erst nötig, wenn der Nutzer sich

entschieden hat, dass die Widerlagerwand aus Beton bestehen soll.

Abbildung 5-12: Klassifizierung von Straßenelementen innerhalb des entwickelten PDM-Por-

tals

Die weiteren Objektkataloge für Baugrund, Baustelleneinrichtung und kombinierte

Objekte sind ähnlich strukturiert. Abbildung 5-12 gibt einen Überblick über die

erstellbaren Straßenelemente. Im Beispiel wird ein Objekt Deckschicht aus Gußas-

phalt erzeugt, das zur gebundenen Asphaltschicht der Fahrbahn gehört. Über die

Verknüpfung der angelegten Objekte ist eine hierarchische Strukturierung möglich.


127

Da dieser manuelle Vorgang jedoch gleichermaßen mühsam wie fehleranfällig ist,

sollte die Erstellung der Produktstruktur automatisiert über die CAD-Direkt-

integration erfolgen (vgl. hierzu Abschnitt 5.2.1, Direktintegration).

Dokumenttypen

Sollen neue Dokumente in die PDM-Plattform überführt werden, so können diese

per Drag & Drop importiert werden [Gün-11a, S. 45]. Hat z. B. ein Gelände-

aufnehmer zu Projektbeginn das Urgelände aufgenommen, so portiert er seine

lokalen Geländedaten in die PDM-Umgebung. Daraufhin öffnet sich ein Wizard zur

Klassifikation und Verschlagwortung der Daten. Dieser beinhaltet die im Rahmen

der Konzeption entwickelten Dokumenttypen und deren Merkmale (vgl. hierzu Ab-

schnitt 4.3.1). Der Geländeaufnehmer kategorisiert sein Dokument folglich als

Geometrische Ist-Information und versieht dieses mit beschreibenden Merkmalen.

Abbildung 5-13: PDM-Import von Vermessungsdaten aus einer Laserscan-Aufnahme; die

Rolle Geländeaufnehmer darf nicht alle Dokumenttypen (links) integrieren

Diese bestehen z. B. aus der Aufnahmemethode, bei der zwischen Tachymeter

oder 3D-Laserscanner gewählt werden kann (Abbildung 5-13). Nach dem Import

steht das kategorisierte und mit Metadaten versehene Dokument dann allen

Beteiligten, die mit den entsprechenden Rechten ausgestattet sind, zur Verfügung.


128

Das ist wichtig, da z. B. die Punktwolke eines Laserscans für nachgelagerte Stellen

wie die Trassenplanung von wesentlicher Bedeutung ist [Gün-11b, S. 140].

Abbildung 5-14 zeigt den identischen Vorgang für die Rolle PDM-Manager. Im

Gegensatz zum Geländeaufnehmer ist der PDM-Manager befugt, sämtliche in Ab-

schnitt 4.3.1 konzeptionell erarbeiteten Dokumenttypen zu importieren.

Aufgrund der objektorientierten Struktur sind PDM-Systeme in der Lage, alle im-

portierten Dokumente direkt PDM-Objekten zuzuordnen. So können z. B. spezielle

Anforderungen direkt mit dem korrespondierenden Bauelement verknüpft werden,

was die Übersichtlichkeit immens steigert (vgl. hierzu auch Abschnitt 2.1.3).

Abbildung 5-14: PDM-Import von Vermessungsdaten einer Laserscan-Aufnahme aus Sicht

der Rolle PDM-Manager; er ist befugt, Dokumente sämtlicher Dokumenttypen (links) zu im-

portieren


129

Direktintegrationen

Integrationen erleichtern den Importvorgang, indem Dokumente direkt aus dem

Autorensystem in die PDM-Umgebung überführt werden können. Im vorliegenden

Fallbeispiel konnten die Integrationen für Microsoft Outlook (E-Mail)- und Office

ohne weitreichende Anpassungen genutzt werden. Die CAD-Schnittstelle ist hin-

gegen ungleich komplexer: sie reicht Dokumente nicht nur an die PDM-Umgebung

weiter, sondern übergibt neben der vom Konstrukteur erstellten Produktstruktur

auch Informationen über externe Referenzen und Attributierung. Daher sind

zumindest leichte Customizing-Arbeiten unumgänglich.

Für die Planung der Trassenführung wurde im Rahmen des Fallbeispiels das

AutoCAD-Derivat Autodesk Civil 3D eingesetzt. Eine Anpassung der AutoCAD-

PDM-Standardschnittstelle gestattete eine direkte Integration von Straßendaten

aus der Civil 3D-Umgebung (Abbildung 5-15, PRO.FILE → Speichern).

Abbildung 5-15: Import eines Trassenmodells aus Autodesk Civil 3D

Auf Basis der Trassierungsdaten erfolgte der Brückenentwurf in Siemens NX. Die

im Rahmen des ForBAU-Projekts entwickelte Integrator-Software stellte dabei

einen reibungslosen Datenaustausch zwischen beiden CAD-Systemen sicher (vgl.


130

hierzu Abschnitt 4.3.5, CAD-Systeme). Abbildung 5-16 zeigt das PDM-Plugin

(PRO.FILE → Speichern) innerhalb der CAD-Umgebung Siemens NX für die Brü-

ckenplanung.

Alle Objekte und CAD-Daten können bequem per Direktintegration basierend auf

dem vordefinierten Objekt- und Dokumentkatalog Wizard-geführt angelegt werden.

Die Produktstruktur, das heißt die hierarchische Verknüpfung der Objekte erstellt

das PDM-System automatisiert aus den Modellinformationen. Gleichwohl ist es

möglich, die 3D-Modelle in ein vorgegebenes Objektgerüst zu importieren, das

zuvor erstellt wurde. Das erfordert zwar manuellen Aufwand im Vorfeld, liefert dem

Konstrukteur aber exakte Richtlinien hinsichtlich der Granularität des Modell-

aufbaus (vgl. hierzu Abschnitt 2.1.3).

Abbildung 5-16: Import eines 3D-Baustellenmodells aus der CAD-Umgebung Siemens NX


131

Werden die Modelle gespeichert, berechnet das System Informationen wie das

Volumen einzelner Bauelemente, deren Gewicht und Bounding Box68 und fügt

diese dem Produktmodell sowie der PDM-Datenbank bei. Hierfür wurde mit Hilfe

der NXopen69-Programmierschnittstelle eine entsprechende Applikation entwickelt

(Abbildung 5-17). Darüber hinaus wurde das PDM-System so konfiguriert, dass

sämtliche modellrelevanten Attribut-Änderungen in der PDM-Datenbank zusätzlich

mit der physikalischen CAD-Datei abgeglichen werden. Damit beinhaltet neben der

Datenbank auch die Datei selbst stets alle wesentlichen Produktmerkmale. Neu-

trale Formatgeneratoren, z. B. für die modellbasierte Kalkulation (vgl. hierzu Ab-

schnitt 4.3.4) können folglich sehr einfach umgesetzt werden, da lediglich die Datei

zu konvertieren ist – ohne weitere Datenbank-Inhalte extrahieren zu müssen.

Abbildung 5-17: Importiertes CAD-Bauelement im PDM-System: die Attributwerte wurden mit

Hilfe eines Plugins in der CAD-Umgebung Siemens NX errechnet und in die PDM-Datenbank

synchronisiert

Aufgrund des hierarchischen Modellaufbaus, basierend auf mehreren, untereinan-

der verknüpften Dateien war ein gemeinsames Arbeiten am Modell (Concurrent

Engineering) im Rahmen des Fallbeispiels jederzeit möglich.

68 Größe eines geometrischen Körpers, im vorliegenden Fall eines Quaders, der ein dreidimensio-nales Bauelement umschließt

69 NXopen ist eine Programmierschnittstelle (API) für das CAD-System Siemens NX


132

Bauprojektstrukturierung

Neben der Objekt- und Dokumentstrukturierung erlauben PDM-Systeme eine

Gliederung sämtlicher Daten nach Bauabschnitten und Projektphasen70. Der Auf-

bau einer derartigen Projektstruktur sollte frühzeitig auf Basis des in Abschnitt

4.3.1 beschriebenen Konzepts vorgenommen werden. Die dort definierte Vorlage

kann für konkrete Baumaßnahmen dupliziert werden. Bestimmten Projektphasen

können Aufgaben zugewiesen und diese auf ihre Einhaltung kontrolliert werden.

Objekte und Dokumente, die Bestandteil einer Aufgabe sind (z. B. ein Besprech-

ungsprotokoll, können mit dieser verknüpft werden. Gemeinsam mit der ent-

sprechenden Projektphase werden sie in einem Gantt-Diagramm visualisiert

(Abbildung 5-18). Das erlaubt ein übersichtliches Monitoring und Controlling

sämtlicher Bauprozesse.

Abbildung 5-18: Umsetzung der in Abschnitt 4.3.1 konzeptionell entwickelten Projektvorlage

Für wiederkehrende Aufgabenfolgen können zusätzlich Prozessvorlagen zum Ein-

satz kommen. Diese eignen sich für standardisierte Vorgänge, z. B. für das Plan-

feststellungsverfahren. Nach der Aktivierung der Prozessvorlage werden im PDM-

System die entsprechenden Aufgabenfolgen automatisiert erstellt und können

bestimmten Benutzern zugewiesen werden (Abbildung 5-19).

70 Teilaspekte dieses Abschnittes wurden im Rahmen der Studienarbeit [Fml-11b] untersucht


133

Abbildung 5-19: Prozessvorlage für das Planfeststellungsverfahren

5.2.2 PDM-Anpassungen für die Bauausführung

Unplanmäßige Vorfälle und daraus resultierende Änderungen im Bauablauf sind

auf nahezu allen Baustellen alltäglich. Häufig müssen daher intelligente Ent-

scheidungen zeitnah getroffen werden, um das Bauprojekt möglichst nicht zu

verzögern. Aktuelle und übersichtlich aufbereitete Baufortschrittsinformationen

helfen bei derartigen Entscheidungsfindungen. PDM-Systeme unterstützen die

hierfür benötigte, rasche Informationsbeschaffung. Durch leistungsstarke

Dokumenttyp- und Volltextsuchen sind relevante Dokumente schnell im Zugriff.

Außerdem sind Dokumente wie LV-Positionen, Lieferscheine oder Fotos, die zu

einem Objekt gehören, stets übersichtlich gruppiert.

Status- und Workflow-Management

Der Aufbau einer PDM-Projektstruktur sowie ein systematisches Aufgabenma-

nagement fördern die Übersicht und Transparenz in der Projektabwicklung.

Aussagen zum Fortschritt der Baumaßnahme bzw. einzelner Bauabschnitte oder

Objekte sind jedoch erst mit Hilfe eines durchdachten Statusmanagements mög-

lich. Daher wurden die in Abschnitt 4.3.2 definierten bauspezifischen Zustände in

der PDM-Umgebung implementiert (Abbildung 5-20).


134

Abbildung 5-20: Erster Bauabschnitt der Baustelle B15n und seine hierarchisch gegliederten

Objekte und Dokumente. Objekt- und Dokumentstatus werden dem Nutzer sowohl textlich

als auch durch ein Symbol visualisiert.

Neben der übersichtlichen Darstellung des Baufortschritts sind dadurch auch

gezielte Systemabfragen möglich. So ist z. B. der Bauüberwacher in der Lage, alle

Objekte eines Bauabschnittes in einem bestimmten Stationierungsbereich zu

filtern, die bereits fertiggestellt wurden.

Die Überführung von einem Ausgangs- in einen Folgestatus wird über die Be-

nutzerrechte gesteuert. Das bedeutet, dass aufbauend auf dem in Abschnitt 4.3.3


135

definierten Workflow-Konzept lediglich bestimmte Benutzer, die mit entsprech-

enden Rechten ausgestattet sind, einen Statuswechsel vollziehen dürfen.

Abbildung 5-21 stellt dar, wie ein für den ersten Bauabschnitt einer Baumaßnahme

zuständiger Polier einen Statuswechsel eines Brückenhauptträgers von in Bau

nach fertig gebaut vornimmt. Andere Projektbeteiligte, z. B. die Rolle Kalkulator

dürfen diesen Statuswechsel nicht vollziehen.

Abbildung 5-21: Der für den Bauabschnitt 1 zuständige Polier nimmt einen Statuswechsel

eines Brückenhauptträgers von in Bau nach fertig gebaut vor

Ist der Statusübergang erfolgt, so ändern sich auf Objekt- bzw. Dokumentebene

auch Lese- und Schreibberechtigungen entsprechend des in Abschnitt 4.3.3 vor-


136

gestellten Konzepts. Zudem ist es möglich, weitere Projektbeteiligte über bestim-

mte Statuswechsel zu informieren.

Abbildung 5-22 zeigt die PDM-Oberfläche der Rolle Bauleiter, die automatisch vom

System über neu auf der Baustelle eingetroffene Bauelemente informiert wird.

Derartige Benachrichtigungen wurden über die Abonnement-Funktionen des PDM-

Systems PRO.FILE eingerichtet.

Abbildung 5-22: Durch die Abonnement-Funktion erhält der für den ersten Bauabschnitt zu-

ständige Bauleiter eine Meldung über kürzlich auf der Baustelle angelieferte Bauelemente

Integration von vor Ort erfassten Baufortschritts- und Mangelinformationen

Basierend auf dem in Abschnitt 4.3.7 vorgestellten Konzept wurde eine Import-

funktion für auf der Baustelle via mobilen Handhelds erfasste Fortschritts- und

Mangelinformationen umgesetzt71. Dabei erfasst der Polier zunächst Baustellen-

daten mit Hilfe der von Klaubert entwickelten mobilen Softwarelösung (Abbildung

5-23) [Kla-11].

Nach Erfassung der Daten werden diese an den Synchronisationsserver über-

mittelt, wo die Informationen in Form einer XML-Datei exportiert und zum PDM-

Server transferiert werden müssen (vgl. hierzu auch Abbildung 4-7). Hierfür wurde

am PDM-Server profile ein entsprechendes Verzeichnis HandymanXML erstellt und

im Netzwerk freigegeben. Der XML-Export am Synchronisationsserver, der üb-



137

licherweise für die ERP-Kopplung vorgesehen ist, wurde anschließend in der

Administrator-Oberfläche entsprechend konfiguriert (Abbildung 5-24).

Abbildung 5-23: Umsetzung der von Klaubert [Kla-11] entwickelten, mobilen Baufortschritts-

und Mangelerfassungssoftware [Tum-11]

Abbildung 5-24: Konfiguration des XML-Exports der Baufortschritts- und Mangelinforma-

tionen in der Administrator-Oberfläche des Synchronisationsserves

Ablage am freigegebenen

Verzeichnis des PDM-Servers


138

Trifft eine neue XML-Datei am PDM-Server ein, so wird dies über einen dort

implementierten Dienst registriert72. Daraufhin wird der PDM-Import gemäß des

entwickelten Importschemas (vgl. hierzu Abbildung 4-9) angestoßen.

Abbildung 5-25: Integration von Baufortschritts- und Mangelinformationen, die mit Hilfe mo-

biler Datenerfassung auf der Baustelle aufgenommen wurden

72 für die Überwachung des freigegebenen Verzeichnisses \\profile\procad\HandymanXML wurde das FileSystemWatcher-Objekt aus dem .NET Framework verwendet

per mobiler Datenerfassung übermittelte

Baufortschritts- und Mangeldaten

Dokument Sprachmemo

Dokument QM: Mangelerfassung im Baufortschritt

Dokument CAD-Dokument (3D-Modell des Hauptträgers der Brücke)

Objekt Hauptträger einer Brücke


139

Infolgedessen wird in der PDM-Umgebung der Status des digitalen Pendants des

Baustellenobjekts geändert sowie alle Informationen hinsichtlich Baufortschritt und

Mängel importiert und objektbezogen verknüpft. Auch Sprachmemos und Bilder

werden aus der XML-Datei extrahiert und in die PDM-Plattform eingebettet. Alle

Baustelleninformationen sind folglich für alle Projektbeteiligten direkt verfügbar,

sofern sie über entsprechende Leseberechtigungen verfügen (Abbildung 5-25,

Abbildung 5-26).

Abbildung 5-26: Integration von Mängelberichten, die mit Hilfe mobiler Datenerfassung auf

der Baustelle aufgenommen wurden (vgl. Dokument QM: Mangelerfassung im Baufortschritt

in Abbildung 5-25)

Der Baufortschritt wird dabei, wie in Abbildung 5-25 ersichtlich, textbasiert sowie

in Form von Symbolen dargestellt. Eine Anpassungsprogrammierung gestattet es,

den Fortschritt der Baumaßnahme zusätzlich am 3D-Modell zu visualisieren.


140

Abbildung 5-27: Fertigteilträger im Ausgangsstatus Baufreigabe

Abbildung 5-28: Fertigteilträger im Folgestatus geliefert

Ausgangsstatus:

Baufreigabe

Folgestatus:

geliefert


141

Hierfür wurde mit Hilfe der NXopen-Programmierschnittstelle ein Konverter ent-

wickelt, der NX-CAD-Modelle abhängig vom Zielstatus unterschiedlich färbt (vgl.

hierzu Konzeptentwicklung in Tabelle 4-6). Zusätzlich musste der PDM-

Neutralformat-Generator angepasst werden. Üblicherweise entnimmt dieser ein

Dokument aus dem PDM-System, erstellt über einen Konverter eine Datei in einem

neutralen Format und verknüpft diese wiederum mit dem Originaldokument. Die

vorgenommene Anpassungsprogrammierung ersetzt hingegen beim

Statuswechsel das Original. Somit werden Teilbereiche der Baustelle je nach

Baufortschritt in unterschiedlichen Farben dargestellt. Abbildung 5-27 zeigt einen

Fertigteilträger im Ausgangsstatus Baufreigabe. Nachdem ein Statuswechsel nach

geliefert vollzogen wurde, wird dieser halbtransparent und in gelber Farbe

angezeigt (Abbildung 5-28).

Demzufolge wird neben textbasierten Statushinweisen und Symbolen auch direkt

am 3D-Modell ersichtlich, wie weit die Baustelle aktuell fortgeschritten ist

(Abbildung 5-29).

Abbildung 5-29: Modellbasierte Visualisierung des Baufortschritts an einem Brückenbauwerk


142

Webcam-Einbindung

Die Statusvisualisierung verschafft allen Baubeteiligten einen raschen Überblick

hinsichtlich des Baufortschritts. Eine reale Momentaufnahme ist allerdings lediglich

mit Live-Bildern der Baustelle möglich. Auf Basis des in Abschnitt 4.3.8 erläuterten

Konzepts wurden daher Baustellen-Webcams in die PDM-Umgebung integriert.

Sie sind direkt den entsprechenden Bauabschnitten bzw. PDM-Objekten zuge-

ordnet und somit für alle Beteiligten schnell im Zugriff. Hierfür wurde im System

der Dokumenttyp Webcam angelegt. Er beinhaltet auf der Anzeigemaske einen

Ausschnitt derjenigen Webseite, die das entsprechende Livebild der Baustelle

überträgt (Abbildung 5-30).

Abbildung 5-30: Einbindung einer Baustellen-Webcam in die PDM-Umgebung


143

GIS-Integration

Um die Positionen aller Objekte einer Linienbaustelle zu überblicken, sieht das in

Abschnitt 4.3.6 entwickelte Konzept eine Kopplung der PDM-Umgebung zu einem

GIS-System vor. Ziel ist es, eine bidirektionale Verknüpfung zwischen georeferen-

zierten GIS-Objekten und deren zugeordneten PDM-Metadaten bzw. -Dokumenten

und -Unterobjekten herzustellen. Da die Bedienung der GIS-Umgebung möglichst

anwenderfreundlich sein muss, eignet sich für die Umsetzung des Konzepts das

kostenfrei verfügbare GIS-System Google Earth in besonderem Maße. Neben der

übersichtlichen Benutzeroberfläche sind viele Projektteilnehmer bereits damit ver-

traut, da sie die Software-Lösung auch privat, z. B. in leicht abgewandelter Form

auf ihrem Smartphone nutzen.

Die Verbindung von PDM- und GIS-Objekten ist über Geokoordinaten darstellbar.

Daher wurden alle PDM-Objekte mit Attributen für Längen- und Breitengrad im von

Google Earth lesbaren Universal Transverse Mercator (UTM)-Format versehen.

Beim Anlegen eines neuen Objekts werden diese neben den anderen Metadaten

abgefragt.

Abbildung 5-31: Umsetzung der Google Earth-Integration in der PDM-Umgebung

Unterstützt das CAD-System eine Georeferenzierung, so können die Koordinaten

sogar direkt über die Integrationsschnittstelle übertragen werden. Anzumerken ist,


144

dass jeweils der Modellmittelpunkt anzugeben ist. Einige wenige Objekte, wie z. B.

die Schottertragschicht einer Straße sind dadurch nur schwer verortbar.

Abbildung 5-32: Umsetzung der GIS-PDM Kopplung über einen p2m-Link

Möchte ein Projektbeteiligter die Position eines Objekts auf der Google Earth-Karte

ansehen, so ist dies über einen im PDM-System via C#-Programmierschnittstelle73

integrierten Button möglich (Abbildung 5-31). Ein Klick auf den Button sucht

abhängig von den Koordinaten (Breite, Länge) eine auf einem bestimmten Server

73 C# ist eine von der Firma Microsoft entwickelte Programmiersprache


145

abgelegte und von Google Earth verwertbareKML74-Datei. Diese enthält Infor-

mationen über Benennung, Position und Symbolik des GIS-Objektes. Wird die

Datei aufgerufen, startet Google Earth aus der PDM-Oberfläche und navigiert

automatisch zum entsprechenden Objekt.

Zudem wurden Ortsmarken (Placemarks) im GIS-System mit einem Link versehen.

Dieser zeigt auf eine serverseitig zugängliche und vom PDM-System PRO.FILE

verwertbare p2m75-Datei (Abbildung 5-32). Wird sie aufgerufen, öffnet sich die

PDM-Oberfläche und zeigt alle verfügbaren Informationen, Unterobjekte und

Dokumente für das ausgewählte GIS-Objekt an. Nutzerabhängige Berechtigungs-

prüfungen bewirken, dass jede Rolle abhängig von ihren Rechten mit der jeweils

definierten Informationstiefe versorgt wird.

Zuständigkeits- und Expertenverzeichnis

Bei Projekten mit überschaubarer Laufzeit ist es häufig mühsam, die für eine be-

stimmte Aufgabe zuständige Person bzw. Akteure mit speziellen Kenntnissen und

Fähigkeiten aufzufinden. Daher wurde im Rahmen des PDM-Konzepts ein Zustän-

digkeits- und Expertenverzeichnis entwickelt (vgl. hierzu Abschnitt 4.3.10).

Hierfür war bei der PDM-Umsetzung der konzeptionell erstellte Dokumenttyp Kon-

takt (Anhang 7.1.3) per Konfiguration in der PDM-Umgebung zu implementieren.

Hat z. B. ein Trassenplaner Probleme, Vermessungsdaten des Urgeländes in seine

CAD-Trassierungs-Software Autodesk Civil 3D importieren, so kann er in der PDM-

Umgebung nach entsprechenden Experten suchen (Abbildung 5-33). Dieser Exper-

te sollte zumindest über Vermessungs-Grundkenntnisse verfügen (>= 2), darüber

hinaus aber fortgeschrittene Kenntnisse im Softwareprogramm Civil 3D (>= 3) auf-

weisen. Ergebnis der Suche ist eine Liste mit Projektbeteiligten, auf die das ent-

sprechende Kompetenzprofil zutrifft.

74 Keyhole Markup Language (KML) ist eine Auszeichnungssprache zur Beschreibung von Geoda-ten. Auch 3D-Daten können damit georeferenziert und mit dem Google Earth-Kartenmaterial verknüpft werden.

75 p2m ist ein proprietäres Dateiformat des PDM-Anbieters Procad


146

Abbildung 5-33: PDM-basierte Suche von zuständigen Akteuren und Experten innerhalb eines

Bauprojektes

Qualitätscontrolling der Beton-Festigkeitsklasse

PDM-Systeme gestatten eine strukturierte und modellbasierte Dokumentation der

Projektentstehung. Vor allem qualitätsrelevante Daten müssen dabei sicher archi-

viert werden. Die Ausführungen in Abschnitt 4.3.9 sehen vor, diese reine Archivie-

rung um ein Controlling der importierten Informationen zu erweitern.

Hierbei soll geprüft werden, ob der auf der Baustelle für ein Objekt verwendete

Beton die ursprünglich geplante Festigkeit aufweist. Analysiert der Bauleiter den

auf der Baustelle angelieferten Beton, so werden neben Herstelldatum, -uhrzeit,

Ausbreitmaß etc. auch die Festigkeitsklasse dokumentiert. Der Bauleiter kann dies

direkt über ein Notebook mit Mobilfunkmodul oder ein Smartphone bzw. einen

Tablet-Computer PDM-basiert durchführen. Das Formular für die QM: Frischbeton-


147

prüfung wurde dabei analog zu dem in Abschnitt 4.3.9 vorgestellten Konzept ge-

staltet (Abbildung 5-34).

Abbildung 5-34: Die Rolle Bauleiter importiert qualitätsrelevante Betoninformationen

Das Dokument kann nach der Erstellung mit dem Objekt verknüpft werden, für das

der Beton verwendet wurde – z. B. mit der Kappe einer Brücke. Geschieht dies,

prüft ein Datenbanktrigger, ob das Feld Festigkeitsklasse am Dokument (vgl. hierzu

Abbildung 5-34) mit dem Feld Festigkeitsklasse am Objekt (vgl. hierzu Abbildung

5-35) übereinstimmt. Weisen beide Felder äquivalente Werte auf bzw. existiert kein

Wert oder gleichnamiges Feld am Objekt, so geschieht nichts. Sind die Felder

hingegen unterschiedlich gefüllt, wird über eine mittels C#-Programmierschnitt-

stelle erstellte Applikation ein Dialog angezeigt, welcher den Anwender auf den

Einbau einer falschen Betonsorte hinweist. Wurde z. B. in der Planungsphase für

die Kappe die Festigkeitsklasse C30/37 definiert (vgl. hierzu Abbildung 5-35), so

stimmt diese nicht mit der Betonfestigkeitsklasse aus dem Dokument QM: Frisch-

betonprüfung (C20/25) in Abbildung 5-34 überein. Folglich erscheint der ent-


148

sprechende Dialog (Abbildung 5-35) und die C#-Applikation versendet über den

Mail-Connector (MS Outlook-Integration) des PDM-Systems automatisch eine E-

Mail an den für den Bauabschnitt zuständigen Bauüberwacher. Zu Dokumenta-

tionszwecken wird der Vorgang lückenlos im System protokolliert.

Abbildung 5-35: Abgleich von QM-Betoninformationen aus der Bauausführung mit den

Planungsdaten

5.2.3 PDM-Anpassungen für die Bereiche Betrieb und Wartung

Verglichen mit der Nutzungsdauer sind Planungs- und Ausführungsphase von In-

frastrukturbauwerken äußerst kurz. Gerade beim Betrieb ist eine strukturierte Auf-

bereitung aller bisher erfassten Lebenszyklusinformationen jedoch eminent wich-

tig. Werden nämlich bei Inspektionen Mängel festgestellt, so sind vor allem Daten

aus der Planungs- und Bauphase aufschlussreich, z. B. wann welche Betonsorte

von welchem Transportbetonunternehmen an einem inzwischen defekten Element

eingebaut wurde. Müssen hingegen nach einigen Jahren Teile des Bauwerks rück-

gebaut werden, so sind Kenntnisse über mittlerweile als giftig einzustufende Stoffe

wie beispielsweise Lacke beim Recycling unbedingt zu berücksichtigen. Das ent-


149

wickelte PDM-Konzept beinhaltet all diese Informationen und stellt somit eine

modellbasierte, objektorientierte Historie zur Bauwerksentstehung zur Verfügung.

Modellbasierte Verwaltung über den Bauwerkslebenszyklus

Diese modellbasierte Historie kann im Rahmen der Nutzungsphase fortgeschrie-

ben werden. Werden Bauwerke in Betrieb genommen, so ist die Rolle Bauherr als

Betreiber befugt, dies über einen entsprechenden Statusübergang in der PDM-

Umgebung zu dokumentieren (vgl. hierzu Konzeptentwicklung in den Abschnitten

4.1.1 und 4.1.4). Das gleiche gilt für Wartungs- und Rückbaumaßnahmen. Fungiert

ein Generalunternehmer als Betreiber (PPP-Modell), so sind die Vorlagen für

Statuswechsel-Berechtigungen einfach und schnell anpassbar. Ähnlich wie in einer

Facility Management-Software können zudem Prüfpläne im System hinterlegt

sowie Inspektions- und Wartungsaufträge als Aufgaben verwaltet und auf ihre

Einhaltung kontrolliert werden. Ebenso können Gutachten und weitere Dokumente

in der Betriebsphase den entsprechenden Objekten angefügt werden. Alle rele-

vanten Bauwerksinformationen sind damit auf einer einzigen modellbasierten Platt-

form über ihren gesamten Lebenszyklus verwaltet.

Integration mobil erfasster Bauwerksprüfdaten

Bauwerke sind in der Betriebsphase regelmäßig zu prüfen. In Abschnitt 4.3.7 wur-

de ein Konzept vorgestellt, das an Bauwerken festgestellte Schäden per mobiler

Software dokumentiert und in die PDM-Umgebung integriert.

Abbildung 5-36: Screenshots der von Klaubert [Kla-11] entwickelten, mobilen Erfassungs-

software für Bauwerks-Prüfdaten [Tum-11]


150

Der Bauwerksprüfer erfasst hierzu zunächst Bauwerksdaten mit Hilfe einer von

Klaubert entwickelten Handheld-Software [Kla-11]. Diese führt den Anwender

durch eine Prüfroutine (Abbildung 5-36).

Abbildung 5-37: Per Handheld erfasste Prüfdaten, die direkt mit dem digitalen PDM-Objekt-

Pendant verknüpft abgelegt werden

Analog zur Integration von vor Ort erfassten Baufortschritts- und Mangelinformatio-

nen (Abschnitt 5.2.2) werden auch Prüfdaten nach ihrer Erfassung an den Synchro-

per Handheld bei der Brückenprüfung erfasste Daten,

die an das PDM-System übertragen wurden


151

nisationsserver übermittelt, dort als XML-Datei exportiert und in das freigegebene

Verzeichnis HandymanXML am PDM-Server transferiert76. Der bereits vorgestellte

Dienst registriert dies und startet den PDM-Importvorgang. Da das Muster der

XML-Datei jedoch von der Baufortschritts- und Mangelintegration abweicht, wird

ein anderes Importschema (Abbildung 4-12) angewendet.

Prüfberichte sind dabei direkt mit dem digitalen Ebenbild des Bauwerksobjekts

verkettet, darunter verknüpft liegen entsprechende Schadensbeschreibungen

inklusive Bildern, Sprachmemos sowie der Unterschrift des Bauwerksprüfers

(Abbildung 5-37). Sämtliche Inspektionsdaten sind somit modellbasiert mit den

entsprechenden Daten aus Planungs-, Ausführungs- und Nutzungsphase gekop-

pelt. Im Nachgang müssen daher keinerlei Prüfungsunterlagen abgeheftet oder in

einer weiteren EDV abgelegt werden.

Langzeitarchivierung von Dokumenten

Insbesondere Pläne müssen in der Betriebsphase zu jeder Zeit in einem lesbaren

Format zur Verfügung stehen (Langzeitarchivierung). Daher wurde im vorliegenden

Fallbeispiel exemplarisch ein Serverprozess eingerichtet, der für 3D-Brückenmo-

delle ab dem Status Planung abgeschlossen automatisch ein neutrales 3D-PDF-

Dokument erzeugt und dieses mit der Originaldatei verknüpft (Abbildung 5-38).

Folglich ist auch Jahre später noch ein Zugriff auf die 3D-Plandaten möglich,

selbst wenn das native 3D-Format möglichweise nicht mehr lesbar ist (Abbildung

5-39). Die Einbindung weiterer 2D/3D-Neutralformate wie TIFF77, JT oder IFC ist

dabei optional möglich. Ebenso vorstellbar ist die automatische Erzeugung einer

Austauschdatei für die modellbasierte Kalkulation, z. B. für die Software-Lösung

RIB iTWO. Die Firmengruppe Max Bögl hat hierzu bereits eine Applikation im

Einsatz [Sch-10a, F. 5], die NX-Brückenmodelle entsprechend konvertiert. Dieser

Konverter müsste lediglich in die PDM-Umgebung eingebunden werden. Über die

iTWO-ERP-Schnittstelle wäre es dann sogar denkbar, die gesamte Ausstattung

und Materialzuweisung in iTWO durchzuführen und diese via ERP-Kopplung an

das PDM-System zu übergeben. Das bedeutet, dass der Neutralformat-Generator


77 Tagged Image File Format


152

neben der Langzeitarchivierung auch als Schnittstelle für Expertensysteme genutzt

werden kann.

Abbildung 5-38: Konfiguration des PDM-Neutralformat-Generators zur Erzeugung verknüpf-

ter 3D-PDF-Dateien im Status 160 (=Planung abgeschlossen, vgl. hierzu Tabelle 4-6)


153

Abbildung 5-39: Per Neutralformat-Generator automatisch erzeugte 3D-PDF-Datei

Offline-Dokumentation für externe Projektpartner

Einige PDM-Lösungen gestatten eine Archivierung von ausgewählten Projektdaten.

Das im Fallbeispiel gewählte System PRO.FILE erlaubt es z. B., sämtliche Pro-


154

jektinformationen78 auf eine DVD79 oder BD80 zu brennen. Automatisch wird dabei

ein HTML-basierter PDM-Browser auf dem Medium installiert. Alle Dokumente in-

klusive der bauspezifischen Metadaten sind damit auch offline nutzbar. Das ist

beispielsweise hilfreich, wenn ein massiver Schaden an einer Brücke auftritt. Sämt-

liche qualitätsrelevanten Informationen sind dann unverzüglich einem externen

Gutachter zur Verfügung zu stellen (Abbildung 5-40).

Abbildung 5-40: Archivierung von Projektdaten mit Hilfe des Moduls PRO.FILE Pocket

78 hierbei können Ausnahmen definiert werden, z. B. nur bestimmte Objekte oder keine Kalkula-tionsdokumente

79 Digital Versatile Disc

80 Blu-ray Disc


155

5.3 Vorzüge einer PDM-basierten Projektabwicklung

Das Fallbeispiel verdeutlicht, dass die in Kapitel 4 konzeptionell entwickelte PDM-

Lösung das Lebenszyklusmanagement von Straßen- und Brückenbauwerken ent-

scheidend unterstützt. Im Vergleich zu klassischen Dokumentenmanagement-Sys-

temen wie beispielsweise virtuellen Projekträumen werden alle Daten zu einer Bau-

maßnahme objektorientiert und modellbasiert verwaltet. Die GIS-Schnittstelle ge-

stattet einen raschen Überblick über die Baumaßnahme, während die Kopplung

zur mobilen Datenerfassung für eine sichere Zuordnung von aktuellen Projektinfor-

mationen sorgt. Zudem können Bauwerksdaten auch in der Betriebsphase fortge-

schrieben werden. Tabelle 5-2 fasst die Vorzüge der PDM-basierten Projektab-

wicklung abschließend zusammen.

Tabelle 5-2: Vorteile einer PDM-basierten Bauprojektdatenverwaltung; grau dargestellt sind

Vorteile, die sich bereits durch die DMS-basierte Projektabwicklung ergeben

Vorteile einer Bauprojektdatenverwaltung mit PDM

alle Informationen stehen zeit- und ortsunabhängig aktuell zur Verfügung

da alle Projektpartner gleichermaßen informiert sind, können Fehler frühzeitig erkannt werden

die mehrsprachige Oberfläche unterstützt internationale Baumaßnahmen

konsistente Datensätze ohne Duplikate sorgen dafür, dass nur nach aktuellen Plänen gebaut wird

der eindeutige Dokumentstatus mit nachvollziehbarer Historie und Versionierung schafft Tranzparenz

das Qualitätsmanagement wird durch die strukturierte Datenablage unterstützt

Vorlagen ermöglichen eine standardisierte Dokumentation über den Bauwerkslebenszyklus und Auswertungen für zukünftige Projekte

eine parallele Bearbeitung von Datensätzen wird durch Sperren verhindert und erspart Doppelarbeit

der Export von Daten wird dokumentiert und kontrolliert damit Geheimhaltungsvereinbarungen

Suchzeiten werden werden durch Verschlagwortung, Volltextsuche und Verlinkungen von Dokumenten stark reduziert

Arbeitsabläufe, z.B. Planumläufe werden durch elektronische Workflows beschleunigt

Favoriten, Filter & Rechteverwaltung ermöglichen einen schnellen Zugriff auf individuell relevante Informationen

Neutralformatgeneratoren ermöglichen die Langzeitarchivierung von Dokumenten (z.B. als TIFF oder pdf)

über die Produktstruktur werden Zusammenhänge von Bauelementen und zugehörige Dokumente anschaulich visualisiert

ein objektorientiertes Statusmanagement erlaubt einen schnellen Überblick über den Baufortschritt

die Google Earth Schnittstelle ermöglicht eine übersichtliche Lokalisierung von Bauobjekten

Direktintegrationen lassen einen komfortablen Import von Mails, Office- und CAD-Dokumenten zu

die mobile Datenerfassung stellt Informationen von der Baustelle in Echtzeit für alle Beteiligten zur Verfügung

das Qualitätsmangement wird durch ein Betonsorten-Controlling aktiv unterstützt

die Suche nach Projektbeteiligten mit speziellem Know-How wird durch ein Expertenverzeichnis beschleunigt

6 Zukünftige Bedeutung einer strukturierten Bauprojektdatenverwaltung

156

6 Zukünftige Bedeutung einer strukturierten

Bauprojektdatenverwaltung

6.1 Fazit dieser Arbeit

Die Baubranche befindet sich im Wandel. Zahlreiche Unternehmen haben erkannt,

dass Bauwerkskosten nicht nur während der Planung und Ausführung entstehen,

sondern vor allem die sehr viel längere Nutzungsphase einen entscheidenden

Einfluss hat. Durch ein kollegiales Verhalten und eine frühzeitige Einbindung aller

Projektbeteiligten sollen daher im Rahmen von Partnering-Konzepten zukünftig

bessere Lösungen für ein nachhaltiges und lebenszyklusorientiertes Bauen

entstehen. Das wiederum bedingt neue Projektorganisationsformen hin zu ganz-

heitlichen Design & Build-Modellen, in denen Planung, Bau und Betrieb aus einer

Hand kommen. Bei derartigen Modellen sind deutlich mehr Projektbeteiligte zu

koordinieren. In Verbindung mit schärferen Richtlinien hinsichtlich der Qualitäts-

dokumentation führen diese Entwicklungen dazu, dass ein strukturierter Informa-

tionsaustausch, basierend auf einer zentralen, digitalen Kommunikations- und In-

formationsplattform künftig unabdingbar ist. Diese muss über konsistente und ak-

tuelle Daten verfügen, um eine effektive Steuerung der Baumaßnahme zu ermög-

lichen.

Im Straßen- und Brückenbau existiert derzeit keine Lösung, Projektinformationen

über den Lebenszyklus von Bauwerken modellbasiert auf einer zentralen Daten-

plattform zu organisieren. Produktdatenmanagement (PDM)-Systeme wurden ur-

sprünglich zur bauteilorientierten, unternehmensinternen Verwaltung von tech-

nischen Daten im Maschinenbau entwickelt [Gün-11a, S. 61]. Sie stellen von Haus

aus auch für die Baubranche vielversprechende Funktionen bereit, sind jedoch rein

auf die Prozesse der Fertigungsindustrie ausgelegt. Basierend auf dem in Kapitel 4

dargestellten Konzept wurde daher eine spezifische PDM-Lösung für die modell-

basierte Abwicklung von Straßen- und Brückenbauprojekten erstellt. Das Fallbei-

spiel in Abschnitt 5.2 belegt, dass mit Hilfe der in dieser Arbeit entwickelten An-

passungs- und Customizing-Konzepte die PDM-Technologie zu einem effizien-

teren Planen, Bauen und Betreiben beitragen kann.


157

Teile der Bauindustrie haben inzwischen sowohl den Bedarf als auch die Chancen

der PDM-basierten Projektabwicklung erkannt. Am Lehrstuhl fml der Technischen

Universität München werden daher gegenwärtig (Mai 2011) zwei Industrie-Trans-

ferprojekte bearbeitet. Basierend auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen dieser

Arbeit werden dort PDM-Pilotprojekte für den Einsatz im Infrastrukturbau vorbe-

reitet. Ein Produktiveinsatz wird noch für 2011 erwartet.

Überdies erkennen auch einige PDM-Hersteller die Baubranche als künftigen

Absatzmarkt. So besitzt die bald auch in Deutschland erscheinende Version 2012

der Konstruktionsdatenverwaltung Autodesk Vault eine CAD-Schnittstelle zu den

bauspezifischen Systemen Autodesk Revit und Autodesk Civil 3D. Diese ist zwar

noch limitiert, ein erster Anfang jedoch gemacht [Aut-11a], [Aut-11b]. Auch die

Firma Dassault hat die Baubranche mit dem CAD-System Gehry Technologies

Digital Project fest im Visier und bietet nun eine Schnittstelle zu ihrem PDM-

System Enovia an. Dieses weist derzeit zwar noch keinerlei Bauspezifika auf, es ist

jedoch zu erwarten, dass hier zukünftig weitere Ressourcen aktiviert werden

[Das-11a].

Abschließend bleibt festzuhalten, dass die modellbasierte Projektdatenverwaltung

eine wichtige Säule für ein effizienteres Planen, Bauen und Betreiben ist. Das in

Abschnitt 5.2 beschriebene Fallbeispiel verdeutlicht, dass das entwickelte Daten-

management-Konzept maßgeblich zur Prozessverbesserung über den Bauwerks-

lebenszyklus beiträgt. Gleichwohl besteht in der PDM-basierten Bauprojektab-

wicklung noch weitreichender Forschungsbedarf (vgl. hierzu Abschnitt 6.2).

6.2 Anknüpfungspunkte und Ausblick

Derartiger Forschungsbedarf äußert sich z. B. bei der Verwaltung von Tunnel-

bauten, welche bislang noch nicht berücksichtigt wurden. Zudem ist eine Er-

weiterung des PDM-Konzepts auf Hochbauprozesse derzeit noch schwierig, da

moderne AEC-CAD-Werkzeuge alle Bauwerksdaten üblicherweise in einer mono-

lithischen Datei verwalten. Für die PDM-basierte Verwaltung in einer relationalen

Datenbank müsste diese Datei zunächst in mehrere, miteinander verbundene

Einzeldateien gegliedert werden. Theoretisch ist dieser Modellsplitt zwar auch mit

BIM-CAD-Lösungen wie Autodesk Revit über externe Referenzen möglich und

auch in der Praxis verbreitet – jedoch nur, um große Modelle hinreichend perfor-

mant zu bearbeiten [Dcc-10]. Die Modellierung einzelner Bauteile in einer Datei ist


158

hingegen derzeit weder praktikabel noch effizient. Vor allem im Hochbau führt das

aufgrund der Fülle an Objekten zu Problemen, so dass das vorgestellte Konzept in

der Planungsphase gegenwärtig bequemer mit MCAD-Systemen umsetzbar ist

[Sch-10b]. Da CAD-Produkte im mechanischen sowie im Baubereich jedoch

gerade durch die „Schnittstelle Anlagenbau“ tendenziell verschmelzen81, ist zu

erwarten, dass PDM-Hersteller bei entsprechenden Marktchancen eine geeignete

Integrationsstrategie erarbeiten. Gleichermaßen ist es denkbar, dass AEC-CAD-

Systeme zukünftig ebenfalls Modelle in verlinkten Einzeldateien abspeichern, um

so der Forderung nach mehr Interoperabilität82 und Performanz nachzukommen.

Weiterer Forschungsbedarf besteht in der Normierung von Objekt- und Dokument-

katalogen sowie deren Attributierung. Hier sind unternehmensübergreifende

Standardisierungen der Merkmale ähnlich der IFC- [Bui-11a], ETIM- [Eti-11] oder

eClass-Initiativen [Ecl-11] anzustreben. Nur so können künftig Dokumente und

Objekte aus unternehmensinternen mit unternehmensübergreifenden Datenver-

waltungs-Systemen synchronisiert werden, ohne für jedes System eine eigene

Schnittstelle bereitstellen zu müssen.

Darüber hinaus werden bislang noch nicht alle bauspezifischen Anforderungen hin-

sichtlich integrierter Dateibetrachtungs-Funktionalitäten erfüllt. Gerade im Hochbau

wären visuelle Rückmeldungen bei Suchanfragen wünschenswert, z. B. in Form

von farblichen Hervorhebungen von Bauteilen, die bestimmte Eigenschaften auf-

weisen. Ebenfalls wertvoll ist eine noch tiefere Projektmanagement-Integration, die

z. B. automatisiert Prozesse einleitet, wenn die Sollbauzeit überschritten wird.

Auch die mobile Datenerfassung während der Bauausführung kann weiter

81 das aus dem Maschinen- und Anlagenbau stammende CAD-System Dassault SolidWorks unter-stützt in der aktuellen Version bereits eine Exportfunktion für das bauspezifische IFC-Format [Das-11b]. Auch die im Rahmen dieser Arbeit eingesetzte CAD-Lösung Siemens NX wird bereits sowohl in Planungsbüros als auch in Bauunternehmen produktiv eingesetzt. Bauspezifische An-passungen wie eine frei definierbare Symbolik bei der Zeichnungsableitung sowie die Modellier-ung von ausgedehnten Linienbaustellen sind inzwischen von Herstellerseite berücksichtigt. Auch das System Gehry Technologies Digital Project stammt ursprünglich aus dem Maschinenbau-Sektor (Dassault Catia Derivat), während die Fa. Autodesk ihr MCAD-System Autodesk Inventor inzwischen auch auf der Webseite für AEC-CAD-Systeme (Autodesk Building Design Suite) führt [Aut-11d].

82 Modelle, die aus vielen einzelnen Dateien (Bauteilen) aufgebaut sind, unterstützen die CAD-In-teroperabilität. Teilmodelle können nämlich mit unterschiedlichsten CAD-Systemen erstellt wer-den, der Aufbau des Gesamtmodells (Mockup) erfolgt dann über abgeleitete Neutralformate wie z. B. STEP oder JT.


159

optimiert werden, indem z. B. zusätzlich positionsgenaue Galileo-Satellitendaten

den exakten Einbauort dokumentieren. Zudem könnte die Anlieferung von Kom-

ponenten über eine Schnittstelle an ein angeschlossenes ERP-System übergeben

werden, das automatisiert eine Rechnungsstellung und Verbuchung veranlasst.

Ferner wäre es denkbar, Baufortschrittsdaten wie z. B. Statusinformationen oder

Laserscanning-Daten aus dem PDM-System mit einer Ablaufsimulationsumgebung

zu koppeln. So könnte eine baubegleitende Simulation stets mit aktuellen

Ausgangsdaten gefüttert werden. Die Simulationsergebnisse sind dann wiederum

in die PDM-Plattform zurückzuspielen und könnten ausgehend davon in einer

Virtual Reality (VR)-Umgebung visualisiert werden. Hierzu existieren sogar bereits

erste PDM-VR-Schnittstellen [Tes-10].

Für den Bauherrn könnten überdies PDM-Informationen auf Basis von geeigneten

Kennzahlen verdichtet und in Form von standardisierten Reports zur Verfügung

gestellt werden, was bereits heute über ein geeignetes PDM-Customizing tech-

nisch möglich ist. Ein diesbezüglicher Trend ist der mobile Zugriff auf aktuelle,

verdichtete Projektinformationen via Internet (Cloud Computing). Einige Anbieter

wie die Firma Siemens haben dies bereits erkannt und stellen seit Mai 2011 einen

PDM-Client für Tablet-Computer bereit. In der Betriebsphase ist es hingegen

denkbar, Unfallstatistiken zu integrieren und mit der GIS-Umgebung zu koppeln.

Ferner könnten via Sensorik aufgezeichnete Zustandsdaten, wie z. B. die kritische

Windgeschwindigkeit an einem Brückenbauwerk an die PDM-Umgebung

übermittelt werden.

Den technischen Möglichkeiten bei der Entwicklung weiterführender PDM-Lö-

sungen für die Baubranche sind also kaum Grenzen gesetzt. Wesentliche Aufgabe

wird es sein, diese schrittweise umzusetzen und dabei einen bedeutenden Aspekt

stets im Auge zu behalten: den Menschen. Neue Datenmanagement-Konzepte

müssen die Projektabwicklung unterstützen, nicht behindern. Denn bekannterma-

ßen bleibt die erstaunlichste technische Innovation wertlos, wenn der Anwender

sie weder versteht noch bedienen kann.


160

« Technik ist die Anstrengung,

Anstrengungen zu ersparen. »

José Ortega y Gasset (1883 – 1955)

7 Anhang

161

7 Anhang

7.1 Vordefinierte PDM-Kataloge

7.1.1 Projektkatalog

Tabelle 7-1: Legende zum Projektkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke

Legende


a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

7 Anhang

162

Tabelle 7-2: Projektkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x



f manuell x x x x

g manuell x x x x

h automatisch x x

i automatisch x xProjektstatus

032 Brückenbau


034 Sonstiges

04 Nutzung

Instandhaltung

Wartung

Bauüberwacher

Bauherr

Projektstart

Projektende

Identifikator

031 Straßenbau

03 Projektphase


011 Bedarfsplanung

012 Vorplanung

013 Entwurfsplanung



02 Bauvorbereitung



03 Bauausführung

Bauabschnitt 4

Bauabschnitt 5

Projektbeschreibung

Projektphase


füllung

Attributanzeige

Bauprojekt / -Phase

Baumaßnahme

01 Gesamtprojekt

02 Bauabschnitt

Bauabschnitt 1

Bauabschnitt 2

Bauabschnitt 3

7 Anhang

163

7.1.2 Objektkatalog

Tabelle 7-3: Legende zum Objektkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke

Legende

0 Bauobjekt

1 Bauelement

a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

7 Anhang

164

Tabelle 7-4: Objektkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke (1/20)

E Ä A S

0

a automatisch x x

b manuell x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

f manuell x x x x


h manuell x x x

i automatisch x

j automatisch x


l automatisch x

m automatisch x x

A

1 -

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

3 -

4 -

B

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Drehbohrgerät

Fertiger

Betonfertiger

Schwarzdeckenfertiger

Beschreibung

Stationierung Start

Stationierung Ende

Breite

Länge

Baustart


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige


Identifikator

Container

Lager

Baumaschine

Baumaschinenart

Baumaschine

Bagger

Damm

Einschnitt


Ausrüstung

Ausrüstungsart

Bauzaun

Hauptbodenart

Lehm

Sand

Schluff

Ton

Auflockerungsfaktor

Bodenklasse 2

Bodenklasse 3

Bodenklasse 4

Bodenklasse 5

Bodenklasse 6

Bodenklasse 7

Baugrund

Aufschlussbohrung

Boden

Bodenschicht

Bodenklasse

Bodenklasse 1

Baudauer

Ersteller

Erstelldatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

7 Anhang

165


E Ä A S

B

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

C

1 -

2 -

3 -

4 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

1 -

1 -

1 -

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Grader

Kompaktlader


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige


Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

Vollplatte

Überbau

Ausrüstung

Beleuchtung


Beton


Straßenbrücke

Balkenbrücke

Ausführung

Hohlkasten

Plattenbalken

Autokran

Schnellaufsteller

Turmdrehkran

Brücke

Eisenbahnbrücke

Fußgängerbrücke

Radlader

Raupe

Schlitzwandgreifer / -fräse

Scraper

Walze

Kran

LKW

Betonpumpe

Fahrmischer

Kipper

Tieflader

Muldenkipper

C60/75

C70/85

C8/10

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

7 Anhang

166


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

3 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

3 -

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Distanzschutzplatte

Bodenplatte

X2CrNi12

X2CrNi13

X5CrNi18-10

Anlieferstrategie

Just in Time (Lieferung ab Werk)

Just in Time (Temporäres Werk auf Baustelle)

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

PMMA

Stahl

Stahlsorte

bewehrt

nicht bewehrt

Anlieferstrategie



Konsolidierung

C80/95

C90/115

Bewehrung

Bewehrung

bewehrt

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

Beton

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

7 Anhang

167


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

3 -

1 -

1 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

Deckschicht

Asphalt

Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Fahrbahn

Fahrbahnbelag

nicht bewehrt

Anlieferstrategie



Anlieferstrategie

Beton

Festigkeitsklasse

Bewehrung

Anlieferstrategie



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

bewehrt

nicht bewehrt



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

7 Anhang

168


E Ä A S

C

2 -

a automatisch x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

3 -

4 -

a manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

Fahrbahnplatte

Beton

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Last meter

Noch nicht fixiert

Grundierung

Schutzschicht

Material

Anlieferstrategie

Material

Anlieferstrategie



Konsolidierung

Lagerhaltung

Dichtungsschicht


Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

C90/115

Bewehrung

bewehrt

nicht bewehrt

Anlieferstrategie


C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

7 Anhang

169


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

3 -


4 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

3 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

5 -

1



und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

Mat. Abdeckblech

Hauptträger

Beton

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

Noch nicht fixiert

Fahrbahnübergang

Kammerwand

Beton

Festigkeitsklasse



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Stahl

Stahlsorte

X2CrNi12

X2CrNi13

X5CrNi18-10

Anlieferstrategie



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

C80/95

C90/115

Bewehrung

bewehrt

nicht bewehrt

Anlieferstrategie

7 Anhang

170


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

6 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C100/115

C12/15

C16/20

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

Beton

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25


Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Kappe

C90/115

Bewehrung

bewehrt

nicht bewehrt

Anlieferstrategie


C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

Bewehrung

bewehrt

7 Anhang

171


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

7 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

8 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

bewehrt

nicht bewehrt

Anlieferstrategie



Konsolidierung

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

Bewehrung

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Kragträger

Beton

nicht bewehrt

Anlieferstrategie



C35/45

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Querträger

Beton

Festigkeitsklasse

7 Anhang

172


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

9 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

Noch nicht fixiert

Schleppplatte

Beton

Festigkeitsklasse

C100/115

nicht bewehrt

Anlieferstrategie



Konsolidierung

Lagerhaltung

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

Bewehrung

bewehrt

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

Anlieferstrategie



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

C8/10

C80/95

C90/115

Bewehrung

bewehrt

nicht bewehrt

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

Last meter

7 Anhang

173


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

2 -

1 -

1 -

1 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

1 -



und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

Festigkeitsklasse

Bewehrung

Anlieferstrategie

Schotter

Korngröße

Anlieferstrategie

Tiefgründung

Beton

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

Noch nicht fixiert

Unterbau

Pfeiler

Pfeilergründung

Flachgründung

Beton

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

bewehrt

nicht bewehrt



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

0 - 32mm

0 - 56mm



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

7 Anhang

174


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

Bewehrung

Anlieferstrategie

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

bewehrt

nicht bewehrt



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

C90/115

Bewehrung

bewehrt

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

Pfeilerkopf

Beton

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

7 Anhang

175


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

3 -

1 -

2 -

3 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

4 -

4 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

Betonlager

Elastomerlager

Lagersockel

Beton

C100/115

C12/15

C16/20

Bewehrung

Anlieferstrategie

Stahllager

Pfeilerschaft

Beton

Festigkeitsklasse

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85


Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Pfeilerlager

nicht bewehrt

Anlieferstrategie


C8/10

C80/95

C90/115

bewehrt

nicht bewehrt



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

7 Anhang

176


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

1 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x



und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

C20/25

C25/30

C30/37

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

Last meter

Noch nicht fixiert

Widerlager

Auflagerbank

Beton

Festigkeitsklasse

nicht bewehrt

Anlieferstrategie



Konsolidierung

Lagerhaltung

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

Bewehrung

bewehrt

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

nicht bewehrt

Anlieferstrategie

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

Bewehrung

bewehrt

C35/45

7 Anhang

177


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

1 -

2 -

3 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

4 -

3 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

Beton

Last meter

Noch nicht fixiert

Lager

Betonlager

Elastomerlager

Lagersockel



Konsolidierung

Lagerhaltung

Festigkeitsklasse

Bewehrung

Anlieferstrategie

Stahllager

C20/25

C25/30

Last meter

Noch nicht fixiert

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

bewehrt

nicht bewehrt



Konsolidierung

Lagerhaltung

Widerlagerflügel

Beton

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

7 Anhang

178


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

4 -

1 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

Flachgründung

Beton


Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Widerlagergründung

C90/115

Bewehrung

bewehrt

nicht bewehrt

Anlieferstrategie


C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

Festigkeitsklasse

Bewehrung

Anlieferstrategie

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

bewehrt

nicht bewehrt



7 Anhang

179


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

5 -

1 -



und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

Schotter

Korngröße

Anlieferstrategie

Tiefgründung

Beton

Widerlagerwand

Beton

Festigkeitsklasse

Festigkeitsklasse

Bewehrung

Anlieferstrategie

Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

0 - 32mm

0 - 56mm



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

bewehrt

nicht bewehrt



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

7 Anhang

180


E Ä A S

C

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

3 -

4 -

5 -

6 -

7 -

8 -

9 -

5 -

D

E

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

3 -

1 -

1 -


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Brücke

C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C100/115

C12/15

C16/20

Beton

Schotter

Verdichteter Boden

Bundesautobahn

Bundesfernstraße

Schwimm- / Pontonbrücke

Wild- / Grünbrücke

Kombiniertes Objekt

Straße

Baustraße

Material

Bogenbrücke

Extradosed-Brücke

Fachwerkbrücke

Hängebrücke

Rahmenbrücke

Schrägseilbrücke


Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Bewegliche Brücke

C90/115

Bewehrung

bewehrt

nicht bewehrt

Anlieferstrategie


C50/60

C55/67

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

Anbauten

Entwässerungsmulde / -graben

Asphalt

7 Anhang

181


E Ä A S

E

2 -

3 -

4 -

5 -

2 -

1 -

2 -

3 -

4 -

5 -

6 -

3 -

4 -

1 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

1 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

1 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Straße

Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Deckschicht

Asphaltbeton

Asphaltbetonart

Anlieferstrategie

AC 11 D L

AC 11 D N

AC 11 D S

AC 16 D S

AC 5 D L

AC 8 D L

AC 8 D N



Konsolidierung

Lagerhaltung

AC 16 B N

AC 16 B S

AC 22 B S

Anlieferstrategie



0 - 32mm

0 - 56mm

Gebundene Schicht

Asphalt

Binderschicht

Material

Verkehrszeichen

Bankett

Fahrbahn

Fahrbahnschicht

Frostschutzschicht

Korngröße

Ausrüstung

Beleuchtung

Bepflanzung

Distanzschutzplanke

Leitpfosten

Lichtzeichenanlage

Haltestelle

Parkplatz / -bucht

Rastplatz

Rohrleitung

7 Anhang

182


E Ä A S

E

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

7 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

8 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

3 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -



und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Straße

Offenporiger Asphalt

Offenporiger Asphalt-Art

Anlieferstrategie

Splittmastixasphalt

Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Beton

Festigkeitsklasse

Bindemittel

50/70

70/100

Anlieferstrategie



AC 22 T L

AC 22 T N

AC 22 T S

AC 32 T L

AC 32 T N

AC 32 T S

Splittmastixasphaltart

Anlieferstrategie

Tragschicht

Mischgutsorte

SMA 8 N

SMA 8 S



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

PA 11

PA 8



Konsolidierung

Lagerhaltung

Last meter

Noch nicht fixiert

SMA 11 S

SMA 5 N

7 Anhang

183


E Ä A S

E

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

2 -

3 -


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

5 -

6 -

4 -

5 -

6 -

7 -


und deren Attribute

Attribut-

füllung

Attributanzeige

Straße

Sonstige öffentliche Straße

Seitentrennstreifen

Rad- / Gehweg

Seitenstreifen

Gemeindestraße

Kreisstraße

Landes- / Staatsstraße

Last meter

Noch nicht fixiert

Randstreifen

Trennstreifen

Trennstreifenart

Mittelstreifen

nicht bewehrt

Anlieferstrategie



Konsolidierung

Lagerhaltung

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

Bewehrung

bewehrt

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

C60/75

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

C30/37

7 Anhang

184

7.1.3 Dokumentkatalog

Tabelle 7-24: Legende zum Dokumentkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke

Legende

0 Dokumenttyp

a Attribut


E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

7 Anhang

185

Tabelle 7-25: Dokumentkatalog für Straßen- und Brückenbauwerke (1/8)

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b automatisch x x x

c automatisch x x

d automatisch x x

e automatisch x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x

m automatisch x

n automatisch x

o automatisch x

A

B

a Textfeld x x x x

C


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

D

E


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

b manuell x x x x



F

a manuell x x x x

b manuell x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

G


b automatisch x x x x

c automatisch x x x x


füllung

Attributanzeige

Für alle Dokumente

Beschreibung

Anleger

Anlagedatum

Änderer

Änderungsdatum

Status

Projektzuordnung

Identifikator

CAD-Typ

Quellsystem

Dateiendung

Dateigröße (KB)

Bauablauf

Art

Ablaufsimulation

Ergebnis / Report

Nativdatensatz


Revision

Version

Sperrer

Anderes Dokument

Anforderung

Anforderung

Art

Auftragsbestätigung

Bestellung

Lieferschein

Rechnung

Lieferant

Ist-Bauzeiten

Soll-Bauzeitenplan

Soll-Ist-Abgleich

Tagesbericht

Gutachten

Beleg

Besprechungsprotokoll

Datum

Thema

Ort

Teilnehmer [Name, Vorname (Fa.);]

CAD-Dokument

Empfänger

Betrag (€)

Volumen (m³)

Gewicht (kg)

Bounding Box Länge

7 Anhang

186


E Ä A S

G

d automatisch x x x x

e automatisch x x x x

f Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

H


b automatisch x x x x

c automatisch x x x x

d automatisch x x x x

e automatisch x x x x

f automatisch x x x x

I


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

J


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

K

L

M

a manuell x x x x

b manuell x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

f manuell x x x x

g manuell x x x x

h manuell x x x x

i Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

j Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x


füllung

Attributanzeige

Name

Experte

Grundkenntnisse

CAD-Dokument

Bauphase

Fertiggestellt (Sollzustand)

Fertiggestellt (überhöhte Darstellung)

CAD-Neutralformat-Dokument

Volumen (m³)

Gewicht (kg)

Bounding Box Breite

Bounding Box Höhe

Fertigstellungsgrad

Detailfotografie

Fotografie mit AR-Marker

Geometrische Ist-Information

Art

Soll-Ist-Abgleich

aus AR-Überlagerung

Bounding Box Länge

Bounding Box Breite

Bounding Box Höhe

Fertigstellungsgrad

Foto

Art des Bildes

Bauwerk

Urgelände

Infodokument

Kalkulations-Dokument

Kontakt

aus Laserscanning-Daten

aus Tachymetrie-Daten

Vermessungsdaten

Laserscanner

Tachymeter

Objekt

Mobil

Konzepterstellung Infrastrukturbau - Trasse

Fortgeschrittener

Vorname

Firma

Funktion

Mail

Fon

Fax

keine Kenntnisse

Konzepterstellung Infrastrukturbau - Brücke

Experte

7 Anhang

187


E Ä A S

M

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

k Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

l Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

m Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

n Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

o Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

p Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

q Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

r Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

s Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Office-Software - MS Powerpoint

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse


füllung

Attributanzeige

Kontakt

Grundkenntnisse

Grundkenntnisse

Fortgeschrittener

keine Kenntnisse

Arbeitsvorbereitung - Trassenbau

Experte

Fortgeschrittener

keine Kenntnisse

Arbeitsvorbereitung - Brückenbau

Experte

Grundkenntnisse

Grundkenntnisse

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

CAD-Software - AutoCAD

Experte

Fortgeschrittener

keine Kenntnisse

CAD-Software - Civil3D

Experte

Fortgeschrittener

Fortgeschrittener

keine Kenntnisse

CAD-Software - Inventor

Experte

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

CAD-Software - NX

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Office-Software - MS Word

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Office-Software - MS Excel

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

7 Anhang

188


E Ä A S

M

» Wahlfeld x x x x

t Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

u Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

v Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

w Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

x Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

y Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

z Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

za Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

zb Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

zc Auswahlliste x x x x

Rechtliches - VOB

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Rechtliches - HOAI

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Programmiersprachen - HTML

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Programmiersprachen - Java

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Programmiersprachen - NX Open

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Bildbearbeitungs-Software - GIMP

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Programmiersprachen - C#

Experte

keine Kenntnisse

PM-Software - sfirion journal

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Bildbearbeitungs-Software - Photoshop

Experte

Fortgeschrittener

keine Kenntnisse

PM-Software - MS Project

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse


füllung

Attributanzeige

Kontakt

7 Anhang

189


E Ä A S

M

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

zd Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

ze Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

zf Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

zg Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

zh Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

N


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

b manuell x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

f manuell x x x x

O


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

P


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

Grundkenntnisse

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Andere - Normen

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

keine Kenntnisse

Andere - Vermessung

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Andere - Simulation

Experte

Fortgeschrittener

keine Kenntnisse

Rechtliches - Öffentliches Baurecht

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse

keine Kenntnisse

Andere - Kalkulatioon und Kosten

Experte

Fortgeschrittener

Experte

Fortgeschrittener

Grundkenntnisse


füllung

Attributanzeige

Kontakt

Korrespondenz

Art

E-Mail

Kopieempfänger

LV-Dokument

Art

Einzelposition

Gesamt

Plan / Zeichnung

Fax

Sonstiger Schriftverkehr

Betreff

Datum

Absender

Empfänger

Planart

Absteckungsplan

Ausführungsplan

7 Anhang

190


E Ä A S

P

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

Q

R


b manuell x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

f Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

h manuell x x x x

i manuell x x x x

j manuell x x x x

S

a manuell x x x x

Temperatur Luft (°C)


Ausbreitmaß (cm)


Beschreibung

F1

F2

F3

F4

F5

F6

C60/75

C70/85

C8/10

C80/95

C90/115

Konsistenzklasse

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

C55/67

Festigkeitsklasse

C100/115

C12/15

C16/20

C20/25

C25/30

Lieferschein-Nummer

Probekörper-Nummer

Herstelldatum [dd.mm.yyyy]

Herstell-Uhrzeit [hh:mm]

1:500

Originales Erstelldatum

QM: Allgemein- oder Abnahmedokument

QM: Frischbetonprüfung

Lieferwerk

1:10

1:100

1:1000

1:25

1:5

1:50

Bewehrungsplan

Maßstab

1:1

Plan / Zeichnung


füllung

Attributanzeige

7 Anhang

191


E Ä A S

S


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

T


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

U


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

b manuell x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x


füllung

Attributanzeige

ja

nein






Bauteil tauglich?

V = Prüfung nach besonderen Vorschriften

Prüfrichtung

von Norden nach Süden

von Nordosten nach Südwesten

von Nordwesten nach Südosten

von Osten nach Westen

Art


H = Hauptprüfung


H2 = Hauptprüfung vor Ablauf der Frist für Mängelansprüche

S = Sonderprüfung


Schadensart

Abplatzung

Anderer Mangel

Ausbeulung

Durchflechtung

von Süden nach Norden

von Südosten nach Nordwesten

von Südwesten nach Nordosten

von Westen nach Osten

Prüfer

Prüfdatum [dd.mm.yyyy]

0

1

2

3

4

Bewertung: Verkehrssicherheit

Kippung

Riss

Setzung

Verformung

Beschreibung

Bewertung: Standsicherheit

0

1

2

3

7 Anhang

192


E Ä A S

U

» Wahlfeld x x x x


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

f manuell x x x x

g manuell x x x x

h Auswahlliste x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

i manuell x x x x

V


W

X

Y

Z

a manuell x x x x

ZA

ZB


» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

» Wahlfeld x x x x

ZC

a manuell x x

ZD

a manuell x x x x

b manuell x x x x


füllung

Attributanzeige


0

1

2

3

4

Empfehlung: Beschreibung

4

Bewertung: Dauerhaftigkeit

Sprachmemo

Aufgezeichnet von

Empfehlung: Menge

Empfehlung: Dringlichkeit

kurzfristig

langfristig

mittelfristig

Empfehlung: Kosten (€)

Unterschrift

Vertrag

Parteien [Name, Vorname (Fa.);]

Videoclip

Vorlage

Art der Vorlage

Statik-Dokument

Unfall

Website

Inhalt

Adresse

Anforderung

Ergebnisdokument Ablaufsimulation

Fax

Protokoll

Webcam

Ort

7 Anhang

193

7.1.4 Prozessvorlage

Tabelle 7-33: Legende zur Prozessvorlage für Straßen- und Brückenbauwerke

Tabelle 7-34: Prozessvorlage für Straßen- und Brückenbauwerke

Legende

0 Bauprozess

a Attribut

E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

E Ä A S

0


b manuell x x x x

c manuell x x x x

d manuell x x x x

e manuell x x x x

f automatisch x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

Prozessvorlage

Bauprozesse und deren AttributeAttribut-

füllung

Attributanzeige

Für alle Bauprozesse

Erstelldatum

Änderungsdatum

Änderer

Name

Beschreibung

Start

Ende

Status

Ersteller

7 Anhang

194

7.1.5 Aufgabenvorlage

Tabelle 7-35: Legende zur Aufgabenvorlage für Straßen- und Brückenbauwerke

Tabelle 7-36: Aufgabenvorlage für Straßen- und Brückenbauwerke

Legende

0 Bauprozess

a Attribut

E Erstellen

Ä Ändern

A Anzeigen

S Suchen

E Ä A S

0

a manuell x x x x

b manuell x x x x

c manuell x x x x


e manuell x x x x

f manuell x x x x

g automatisch x x

h automatisch x x

i automatisch x x

j automatisch x x

k automatisch x x

l automatisch x x

Tatsächliches Ende

Ersteller

Erstelldatum

Änderer

Änderungsdatum

Tatsächlicher Start

Aufgaben und deren AttributeAttribut-

füllung

Attributanzeige

Für alle Aufgaben

Name

Beschreibung

Notizen

Benutzer

Geplanter Start

Geplantes Ende

7 Anhang

195

7.2 Rechte- und Workflowkonzept

Tabelle 7-37: Bauspezifische Gruppen, Rollen und ihre vordefinierten Rechte in der Projekt-

abwicklung: Legende zu Tabelle 7-38, Tabelle 7-39, Tabelle 7-40, Tabelle 7-41 und Tabelle

7-42

Legende

A Beschriftung der Tabelle

00 Gruppe

» Rolle

7 Anhang

196


abwicklung (1/5)

A 00

»

- S

chre

ib-/

Les

ezug

riff a

uf a

lle D

ok

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Ob

jek

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aßna

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atio

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alle

ja,

alle

ja,

alle

Allg

emei

ne

Zug

riffsr

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e

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alle

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g

alle

(e)

01

»

- S

chre

ib-/

Les

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uf a

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Bau

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jek

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Bau

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ok

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ein

Zug

riff a

uf d

ie K

onf

igur

atio

nso

ber

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e

ja,

alle

nein

nein

A,

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C,

D,

E,

F,

G,

I, J

, K

,

M,

N,

O,

P,

Q,

S,

V,

X,

Z,

ZA

,

ZB

, Z

D

Allg

emei

ne

Zug

riffsr

echt

e

über

alle

Sta

tus,

auß

er 1

00 g

ültig

10

0→

15

0(e

);

15

0→

15

1(e

);

15

1→

15

2(e

);

15

2→

15

3(e

);

15

3→

15

4(e

);

16

0→

16

1(m

);

165 →

16

6(m

);

wen

n B

etre

iber

:

166→

16

7(e

);

167↔

16

8(e

);

16

7→

16

9(e

)

02

»

- S

chre

ib/L

eseg

riff a

uf a

lle s

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st e

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llten

Do

kum

ente

- L

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lle O

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Do

kum

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im

jew

eilig

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er B

aum

aßna

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auß

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od

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Kal

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atio

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L);

daf

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ber

Les

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od

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Neu

tral

form

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B.

JT,

3D

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F,

ST

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, V

RM

L

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riff a

uf d

ie K

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igur

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nso

ber

fläch

e

nein

nein

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A,

B,

E,

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I, J

,

K,

M,

N,

V,

ZA

, Z

D

Allg

emei

ne

Zug

riffsr

echt

e

über

alle

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auß

er 1

00 g

ültig

kei

ne

»

- S

chre

ib/L

eseg

riff a

uf a

lle s

elb

st e

rste

llten

Do

kum

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- L

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lle O

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und

Do

kum

ente

im

jew

eilig

en B

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schn

itt d

er B

aum

aßna

hme,

auß

er a

uf n

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e 3

D-M

od

elle

(G

) un

d

Kal

kul

atio

ns-D

ok

umen

te (

L);

daf

ür a

ber

Les

ezug

riff a

uf e

in 3

D-M

od

ell-

Neu

tral

form

at

(H),

z.

B.

JT,

3D

-PD

F,

ST

EP

, V

RM

L

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ein

Zug

riff a

uf d

ie K

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e

nein

nein

ja,

aus

der

Gru

pp

e A

A,

B,

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F,

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,

K,

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N,

P,

V,

ZA

, Z

D

Allg

emei

ne

Zug

riffsr

echt

e

über

alle

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auß

er 1

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kei

ne

Vo

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gen

Allg

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te

Gru

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n

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Bau

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Auf

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Bau

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on

Ba

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jek

ten

und B

aua

b-

schnit

ten

Ers

tellen v

on

Ba

upro

zess

en

und A

ufg

aben

7 Anhang

197


abwicklung (2/5)

A 03

»

- S

chre

ib-/

Les

egriff a

uf a

lle s

elbst

ers

tellt

en

Dokum

ente

- L

esez

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uf a

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bje

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im

jew

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er B

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aßna

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nein

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ZA

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e

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160(m

)

04

»

- S

chre

ib-/

Les

egriff a

uf a

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elbst

ers

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en

Dokum

ente

- L

esez

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im

jew

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en B

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schn

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er B

aum

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außer

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Kal

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ie K

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igur

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nsober

fläch

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ja, au

s den

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C, D

A, B

, E

, F

, G

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H, I,

K, M

, N

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O, P

, V

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Allg

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160(m

)

05

»

- S

chre

ib/L

eseg

riff a

uf a

lle s

elbst

ers

tellt

en

Dokum

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- L

esez

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3D

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G)

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7 Anhang

198


abwicklung (3/5)

A 05

»

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ne

06

»

- S

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kei

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07

»

- S

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7 Anhang

199


abwicklung (4/5)

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200


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7 Anhang

201

7.3 PDM-Analyse

7.3.1 PDM-Nutzwertanalyse

Die gesamte Nutzwertanalyse ist für einen DIN A5-Abdruck zu umfangreich. Sie ist

daher online unter http://www.fml.mw.tum.de/forbau/images/pdf/2011_Dissertati

on-Schorr_Anhang-7-3-1.pdf einzusehen. Die Nutzwertanalyse wurde bereits in

[Gün-11a, S. 30 ff.] schriftlich vorveröffentlicht.

http://www.fml.mw.tum.de/forbau/images/pdf/2011_Dissertation-Schorr_Anhang-7-3-1.pdf

http://www.fml.mw.tum.de/forbau/images/pdf/2011_Dissertation-Schorr_Anhang-7-3-1.pdf

7 Anhang

202

7.3.2 PDM-Bewertungsergebnisse

Autodesk Vault Manufacturing

Abbildung 7-1: Bewertungsergebnis: Autodesk Vault Manufacturing 2010, schlankes PDM-

System, CAD-anbietergetrieben (C)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Eignung total

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

Autodesk Vault Manufacturing Erfüllungsgrad der Anforderung

7 Anhang

203

Dassault SolidWorks Enterprise PDM

Abbildung 7-2: Bewertungsergebnis: Dassault SolidWorks Enterprise PDM 2009, schlankes

PDM-System, CAD-anbietergetrieben (C)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Eignung total

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

Dassault Solid Works PDM Enterprise Erfüllungsgrad der Anforderung

7 Anhang

204

Dassault SmarTeam

Abbildung 7-3: Bewertungsergebnis: Dassault SmarTeam, mittelgroßes PDM-System, CAD-

anbietergetrieben (B2)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Eignung total

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

Dassault SmarTeam Erfüllungsgrad der Anforderung

7 Anhang

205

Bentley ProjectWise

Abbildung 7-4: Bewertungsergebnis: Bentley ProjectWise, mittelgroßes PDM-System, CAD-

anbietergetrieben (B2)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Eignung total

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

Bentley Projectwise Erfüllungsgrad der Anforderung

7 Anhang

206

keytech PLM

Abbildung 7-5: Bewertungsergebnis: keytech PLM, mittelgroßes PDM-System, CAD-neutral

(B1)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Eignung total

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

keytech PLM 11/12 Erfüllungsgrad der Anforderung

7 Anhang

207

Procad PRO.FILE

Abbildung 7-6: Bewertungsergebnis: Procad PRO.FILE, mittelgroßes PDM-System, CAD-neu-

tral (B1)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Eignung total

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

PROCAD PRO.FILE 8.3 Erfüllungsgrad der Anforderung

7 Anhang

208

Aras Innovator

Abbildung 7-7: Bewertungsergebnis: Aras Innovator, umfangreiches PDM-System, CAD-neu-

tral (A2)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Eignung total

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

ARAS Innovator Erfüllungsgrad der Anforderung

7 Anhang

209


Abbildung 7-8: Bewertungsergebnis: Contact CIM DATABASE, mittelgroßes PDM-System,

CAD-neutral (B1)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Eignung total

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

CIM DATABASE Erfüllungsgrad der Anforderung

7 Anhang

210

Siemens Teamcenter

.

Abbildung 7-9: Bewertungsergebnis: Siemens Teamcenter, umfangreiches PDM-System,

CAD-anbietergetrieben (A1)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Eignung total

Datenmanagement

Visualisierung


Projektmanagement


Prozesse



Kommunikation

Anwenderergonomie


Kosten

Siemens Teamcenter 2007/8 Erfüllungsgrad der Anforderung

8 Quellenverzeichnis

211


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Ein modellbasiertes, lebenszyklusorientiertes...

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