Management Führung Information Simulation im Bauwesen Programm

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1 Management Führung Information Simulation im Bauwesen Programm 3. Mefisto Kongress 20. September 2012, Internationales Congress Center Dresden

2 Prof. Dr. Ing. Raimar J. Scherer, M.Sc. Sven Eric Schapke Institut für Bauinformatik Technische Universität Dresden Dresden Tel.: +49 (351) Fax.: +49 (351) E Mail: Raimar.Scherer@tu dresden.de

3 Programmübersicht und Inhaltsverzeichnis 09:45 10:00 Begrüßung und Einführung, Raimar J. Scherer 10:00 10:25 Einleitung: Prozessgesteuertes Bauprojektmanagement mit Multimodellen 5 Sven Eric Schapke & Frank Hilbert 10:25 10:50 Szenario 1: Ausschreibungscontrolling mit Multimodellen 9 Robert Hienz & Sebastian Popescu 10:50 11:15 Diskussion: Datenspezifikationen für Multimodelle 13 Thomas Liebich, Matthias Weise & Sebastian Fuchs 11:45 12:15 Szenario 2: Angebotsbearbeitung mit Multimodellen 17 Jürgen Demharter & Christoph Pflug 12:15 12:45 Szenario 3: und Nachtrag mit Multimodellen 21 Christoph Pflug & Jürgen Demharter 13:45 14:10 Szenario 4: Ausführungsvarianten, Nachunternehmer und Baustellenplanung 25 Konstantinos Kessoudis 14:10 14:35 Szenario 5: Logistikplanung und simulation 29 Sven Spieckermann & Ilka Habenicht 14:35 15:00 Szenario 6: Montageplanung und simulation 33 Thomas Hauber & Ali Ismail 15:30 16:00 Szenario 7: Leistungs und Fortschrittscontrolling 37 Peter Greiner, Jürgen Demharter & Helga Tauscher 16:00 16:30 Szenario 8: Risikomanagement und simulation 41 Raimar J. Scherer, Herve Pruvost, Rainer Schach & Christian Flemming 16:30 16:45 Resümee und Ausblick, Raimar J. Scherer 16:45 17:15 Podiumsdiskussion mit ausgewählten Referenten 3

4 Vorwort und Danksagung Vorwort Mefisto ist ein Leitprojekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Forschungsprogramm IKT 2020 Softwaresysteme und Wissenstechnologien, das Ende September 2012 abgeschlossen wird. Mit einem Projektvolumen von über 15 Millionen Euro gehört es zu den führenden Forschungsprojekten im Bereich des computergestützten Planens und Bauens in Europa. Ziel des Mefisto Projektes war die Entwicklung eines Managementführungssystems für die partnerschaftliche, prozessgesteuerte und risikokontrollierte Abwicklung von Bauprojekten. Ausgangspunkt waren die Planungs und Controllingmodelle, die heute in Bauprojekten eingesetzt werden. Durch die gezielte Zusammenführung dieser Fachmodelle über die Grenzen von Unternehmen, Fachdisziplinen und Organisationshierarchien hinweg ergeben sich vielfältige neue Möglichkeiten, die Integrität der Planungen zu überprüfen und zu visualisieren sowie die Konsequenzen ihrer Umsetzung zu kontrollieren und weiterführend zu analysieren. Das vorliegende Programm bietet einen Leitfaden für den dritten Mefisto Kongress, auf dem die Ergebnisse des Forschungsprojektes vorgestellt werden. In zehn Fachvorträgen und Softwarevorführungen wird der Einsatz kombinierter Fachmodelle am Beispiel eines Flughafenterminals demonstriert. Alle Fachvorträge und Softwarevorführungen sind im Folgenden durch Prozessdiagramme der gezeigten Abläufe und kurze Diskussionsbeiträge repräsentiert. Im Forschungsprojekt haben die Partner über dreieinhalb Jahre eine Vielzahl von Datenspezifikationen, Methoden und Softwaresystemen entwickelt, um Fachmodelle in Multimodellen zusammenzuführen und diese auszutauschen, zu überprüfen, zu visualisieren und zu transformieren sowie in Simulations und Analysemodellen weiterführend zu nutzen. Ein beachtlicher Teil dieser Entwicklungen wird von den Praxispartnern bereits heute im operativen Geschäft getestet und zum Jahresende in kommerziellen Softwareprodukte angeboten. Neben den Softwarelösungen sind besonders wertvolle Projektergebnisse die gemeinsam entwickelten Vorstellungen darüber, wie computergestütztes Planen und Bauen in der Praxis ganz konkret aussehen kann. Zahlreiche engagiert geführte Diskussionen und detaillierte Szenarioanalysen waren erforderlich, um ein gemeinsames Verständnis zu etablieren, für die unterschiedlichen Arbeitsaufgaben und Begriffswelten sowie die sich daraus ergebenden Anforderungen an die Fachmodelle und Softwarewerkzeuge in der Objektplanung, im Bauprojektmanagement, in der Arbeitsvorbereitung, in der Prozesssimulation sowie im Risikomanagement. Für die Erprobung und Präsentation der Projektentwicklungen wurden schließlich umfassende Demonstrationsszenarien auf der Grundlage von zwei realen Bauprojekten, einem Hochhaus und einem Flughafenterminal, erarbeitet. Die für das Mefisto Hochhaus und den Mefisto Flughafen erstellten und kombinierten Fachmodelle sowie Visualisierungen und Analysemodelle bieten die Grundlage für den dritten Mefisto Kongress und werden nach Projektende auf der Projektwebseite ( bau.de) veröffentlicht. Insgesamt hat sich die Bedeutung digitaler Gebäudemodelle und integrierter Prozessmodelle für das computergestützte Planen und Bauen erneut bestätigt. Darüber hinaus wurden in der Projektzusammenarbeit und im Dialog mit externen Partnern weitere Schlüsseltechnologien identifiziert und entwickelt: (1) für die Kombination von Fachmodellen, um Projektinformationen flexibler integrieren, synchronisieren und weiterverwenden zu können, (2) für die hierarchische Modellierung, um aussagekräftige Fachmodelle bei geringer Komplexität und minimiertem Modellierungsaufwand zu erhalten, (3) für den Aufbau von Simulationsund Analysemodellen, um die Konsequenzen der Planung und Ausführung effektiver vorhersagen zu können, und (4) für die Definition von Modellinhalten und qualitäten, um die Fachmodelle gezielter erstellen und effektiver prüfen zu können. Danksagung Unser Dank gilt den Mitwirkenden und Unterstützern des Mefisto Projektes. In erster Linie danken wir dem Bundesministerium für Bildung und Forschung für die mit nahezu 10 Mio. Euro großzügige finanzielle Unterstützung des Projekts, die es erst ermöglicht hat, die komplexen Themen ganzheitlich in dieser Breite und Tiefe anzugehen. Allen Projektpartnern sei an dieser Stelle gedankt, dass sie unter dem üblichen Zeitdruck sich die Muße genommen und Beiträge über ihre Forschungs und Entwicklungsergebnisse teilweise in ihrer Freizeit erstellt haben. Dresden, September 2012 Sven Eric Schapke & Prof. Dr. Ing.RaimarJ. Scherer 4

5 Einleitung: Prozessgesteuertes Bauprojektmanagement mit Multimodellen Sven Eric Schapke & Frank Hilbert, Institut für Bauinformatik, Technische Universität Dresden Leistungscontrolling Risikomanagement AG Ausschreibungscontrolling Planungsänderung Nachtragscontrolling AN Mefisto Ausschreibung Angebotsbearbeitung Angebot Baustellenplanung Ausführungsvarianten Planungsänderung Nachtragserstellung NT Angebot Leistungsfeststellung Leistungsmeldung Risikosimulation Montageuntersuchung Mefisto AV FT Ausschreibung AV FT Planung Logistiksimulation Montagesimulation Externe Montagesimulation Fertigteilplanung Logistiksimulation vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 5

6 Einleitung: Prozessgesteuertes Bauprojektmanagement mit Multimodellen Abb. 1: BPMN Prozessdiagramm eines Workflowmodells für sverhandlungen von AG und AN, Legende siehe Seite 46 6

7 3. Mefisto Kongress Prozessgesteuertes Bauprojektmanagement mit Multimodellen Sven Eric Schapke, Institut für Bauinformatik, Technische Universität Dresden vertikale Interdependenz Detaillierung l longitudinale Interdependenz Phase p, Status s Der erste Vortrag gibt einen Überblick über die zentralen Ziele des Mefisto Projektes sowie die im Projekt entwickelten Softwaresysteme, Spezifikationen und Arbeitsverfahren. Darüber hinaus werden die Demonstrationsszenarien vorgestellt, welche für die Erprobung und Präsentation der entwickelten Lösungen ausgearbeitet wurden. Mit der Mefisto Plattform wurde ein verteiltes Management Führungssystem für das modellbasierte und prozessgesteuerte Bauen realisiert, das neue Projektanalysen und neue Formen der Zusammenarbeit im Bauprojektmanagement, in der Bauablaufsimulation und im Risikomanagement ermöglicht. Grundlage des Systems ist eine semantische Dienstplattform, über welche Planungs und Controllinginformationen in Form von Multimodellen ausgetauscht werden. In diesen Multimodellen können Fachmodelle unterschiedlicher Fachdisziplinen Organisationen und kombiniert werden, um die Integrität der enthaltenen Planungs und Controllinginformationen zu überprüfen und weiterführende Analysemodelle zu erstellen. Im Gegensatz zu den Integrationsansätzen des Building Information Modeling ist eine Grundannahme des Forschungsprojektes, dass es im Bauprojekt auch zukünftig vielfältige Fachmodelle geben wird, die von den Projektteilnehmern mit spezialisierten Bausoftwareanwendungen (Fachanwendungen) erstellt und in unterschiedlichen Dateiformaten verteilt gespeichert werden. Zentrale Ergebnisse des Mefisto Projektes sind deshalb die vermittelnden Technologien der Multimodelle, der Dienstplattform und der Informationslogistik, welche den kombinierten, verteilten und prozessgesteuerten Einsatz der Fachmodelle ermöglichen. Multimodelle: Grundidee des Multimodells ist es, zusammengehörige Fachmodelle aus der Planung und aus dem Projektmanagement in einer Informationsressource zusammenzufassen. Innerhalb der Ressourcen können separate Linkmodelle die Abhängigkeiten unter den Fachmodellen unterschiedlicher Detaillierungen (vertikal), Fachdisziplinen (horizontal) und Projektzeitpunkte (longitudinal) explizit aufzeigen (s. Abbildung 2). Um die Fachmodelle in Multimodellen zu verlinken und durch weitere Fachmodelle zu ergänzen, wurden in Mefisto etablierte Fachanwendungen erweitert und neue Werkzeuge entwickelt. Für den Austausch von Multimodellen wurde ein neutrales Datenaustauschformat, der Multimodell Container (), spezifiziert. Abbildung 3 zeigt die Grundstruktur des Containers, in welche die Fachmodelle und zugehörigen Linkmodelle eingeordnet und durch semantische Metadaten ausgezeichnet werden. Die einzelnen Fachmodelle werden dabei weiterhin als unabhängige horizontale Interdependenz Domäne d, Gegenstand m, Format f Multimodell Container Linkmodell 1 Linkmodell Typ t 2 Stand t Stand t+1 Abb. 2: Prinzipieller Aufbau des Multimodell Containers Fachmodell 1 Domäne d, Gegenstand m, Format f, Detaillierung l, Phase p, Status s Fachmodell 2 Domäne d, Gegenstand m, Format f, Detaillierung l, Phase p, Status s Fachmodell 3 Domäne d, Gegenstand m, Format f, Detaillierung l, Phase p, Status s Abb. 3: Prinzipieller Aufbau des Multimodell Containers Stand t+2 7

8 Prozessgesteuertes Bauprojektmanagement mit Multimodellen Datenressourcen behandelt, für welche etablierte Datenschemas und Datenformalisierungen genutzt werden können. Neben den Datenstandards IFC 2x3 und GAEB DA XML werden auf der Mefisto Plattform bestehende sowie neu entwickelte Datenformate für Fachmodelle, wie z.b. Terminpläne, Mengenmodelle, Organisationen und Projektrisiken, eingesetzt. Dienstplattform: Die Mefisto Plattform entsteht durch die Vernetzung der einzelnen Fachanwendungen mit zentralen Plattformdiensten über eine einheitliche Webservice Schnittstelle (s. Abbildung 4). Die Fachanwendungen des Auftraggebers (AG) und des Auftragnehmers (AN) werden zuerst durch die Softwaresysteme der Projektpartner GRANID (gibgreiner GmbH), itwo (RIB Information Technologies AG) und SolidWorks (Solidpro GmbH) repräsentiert. Darüber hinaus wurden unter anderem eine Multimodell Filter & Analyse Plattform (M2A2)an der Technische Universität Dresden und der SiteSimEditor an der Ruhr Universität Bochum entwickelt. Die Plattformdienste der Informationslogistik koordinieren das Zusammenspiel der Fachanwendungen auf der Mefisto Plattform. Sie registrieren die Nutzer und Softwaredienste der Plattform und ermöglichen die Koordination bearbeiteter Aufgaben sowie die Verwaltung der dabei erstellten Multimodelle. Die Plattformdienste zum Multimodell Management unterstützen den interoperablen Einsatz der Multimodelle, indem sie Funktionen z.b. für das Filtern, Transformieren und für die Prüfung der Multimodelle zentral bereitstellen. Informationslogistik: Für den Einsatz der Multimodelle auf der Mefisto Plattform wurde eine Geschäftssystematik definiert, mit welcher der Austausch der Multimodelle koordiniert und die Zugriffe auf ihre Inhalte geregelt werden können. Als Grundlage für die interoperable Nutzung der Multimodelle werden zuerst die Datenschemas und Vokabulare (Metadaten und Merkmalskataloge) für Multimodelle sowie entsprechende Modellierungsvorlagen (Referenzmodelle) auf der Plattform bereitgestellt. Weiterhin basiert die zentrale Nutzerverwaltung auf einem austauschbaren Modell der Projektorganisation, das durch ein IFC 2x3 Teilschema definiert ist. Wichtige Instrumente der Informationslogistik stellen schließlich Multimodell Vorlagen (Multi Modell Templates, MMT) und Workflowmodelle dar, mit denen die Erstellung und Nutzung von Multimodellen geplant werden kann. Das Multimodell wird dabei als Geschäftsobjekt angesehen, welches die Eingangsinformationen oder Ergebnisse einer Aufgabe zusammenfasst. Die Vorlagen für typische Multimodelle, z.b. zur Ausschreibung von Bauleistungen, werden auf Grundlage der veröffentlichten Datenschemas und Metadatenvokabulare definiert. Für die Modellierung der Kollaborationsprozesse auf der Mefisto Plattform können die Multimodell Vorlagen als typisierte Datenobjekte in BPMN Prozessdiagrammen wiederverwendet werden. Abbildung 5 zeigt ein Workflowmodell für die Einholung eines Angebotes im BPMN Editor, Abbildung 1 das detaillierte Workflowmodell für den Abschluss eines multimodell basierten Bauvertrags. Darüber hinaus beinhalten alle Programmbeiträge vereinfachte Prozessdiagramme des jeweils betrachteten Szenarios. PlugIn Mapping / Filterspezifikationen Multimodel Management Fachanwendung AG Mefisto Plattform Service Bus Informationslogistik Projekt Kollaborations Ontologie Fachanwendung AN Abb. 4: Softwaresysteme auf der Mefisto Plattform Abb. 5: Modellierung von Workflowmodellen im BPMN Editor PlugIn MMT Referenzmodelle 8

9 Szenario 1: Ausschreibungscontrolling mit Multimodellen Robert Hienz & Sebastian Popescu, gibgreiner GmbH AN Mefisto AG Mefisto Planer Bedarfsplanung Objektplanung Ausschreibung Leistungsbeschreibung Nachtragserstellung Ausschreibungscontrolling Angebotsbearbeitung Angebot Planungsänderung Nachtragscontrolling Planungsänderung NT Angebot vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 9

10 Szenario 1: Ausschreibungscontrolling mit Multimodellen Raumprogramm.. bisherige Modelle.. bisherige Modelle.. bisherige Modelle Planer Mefisto Plattform Auftraggeber (AG) Bedarfsplanung Bedarfsplan Raumprogramm Projekttermine Projekttermine Objektplanung Prüfen Objektplanung Objektplanung Gebäudemodell.. weitere Modelle Gebäudemodell Gebäudemengen Flächensynopse Kostenberechnung VE Rohbau Gebäudemodell Vorbereiten Ausschreibung Vergabe Rohbau Vergabeeinheiten Leistungen Rohbau Rohbaumodell LV Rohbau Erstellen Leistungsbeschreibung Rohbaumengen LV Prüfen & Veröffentl. Ausschreibung Rohbaumodell Rohbaumengen LV LV Rohbau Rahmentermine Ausschreibung RB Rohbaumodell Rohbaumengen LV LV Rohbau Rahmentermine vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 10

11 3. Mefisto Kongress Ausschreibungscontrolling mit Multimodellen Robert Hienz, gibgreiner GmbH Das Projektcontrolling der Mefisto Plattform basiert auf Daten, die als Ergebnis der Planungsund Ausführungsphase einer Baumaßnahme als Geschäftsobjekte im Auftraggebersystem GRANID erhoben werden. Verschiedene Fachmodelle organisieren die Datenhaltung mit dem Ziel, aussagekräftige Berichte und Analysenfür Entscheidungsprozesse zu erstellen. Das Ausschreibungscontrolling stellt sicher, dass die auszuführenden Leistungen mit den Inhalten der Planung konsistent sind und den Anforderungen des Auftraggebers (AG) an das Bauwerk entsprechen. Dazu ist das Leistungsverzeichnis so aufzubereiten, dass eine Integration mit dem Bauwerks,Kosten und Terminmodell gegeben ist. Die Anforderungen des AG werden in Form eines Raum und Funktionsprogramms dokumentiert und vom Architekten während der Objektplanung sukzessive in ein Bauwerksmodell überführt. Der Projektcontroller übernimmt mittels des Multimodell Containers die jeweiligen Modellierungsstufen in die Projektplattform des AG. Die alphanumerischen Daten, welche die Modellinhalte detailliert beschreiben, werden je Planungsstand (Version) in einem Objektbuch strukturiert abgelegt. Gleichzeitig werden Integrationsbeziehungen zwischen den verschiedenen Fachmodellen geschaffen. Das Projektcontrollingsystem prüft zunächst die Planungsergebnisse formal hinsichtlich Strukturierung und Vollständigkeit der Attribute (Codierung, Mengen, etc.). Ausgehend vom verifizierten Datenbestand, werden Soll Ist Vergleiche zur Überprüfung der Vorgaben aus dem Raumprogramm erstellt. Ebenso sind mittels der Flächen und Bauteilmengen vergleichende bzw. alternative Kostenermittlungen möglich. Die vom Controllingsystem unterstützte Kostenplanung nach der Elementmethode ermöglicht die Strukturierung der Kostenplanung nach gewerkebezogenen Vergabeeinheiten. Dabei bleibt der Zusammenhang zu den betroffenen Bauelementen des Bauwerksmodells gewahrt. Damit erhält der ausschreibende Planer ergänzende qualitative Vorgaben aus dem Objektbuch für die auszuschreibende Leistung in strukturierter Form. Der ausschreibende Planer übergibt das nach den Vorgaben des Controllers strukturierte Leistungsverzeichnis mit Bezug zu den Bauteilen des Bauwerksmodells sowie den anteiligen VOB gerechten Splittmengen. Für den Fall, dass der Ausschreibende keinen Bezug zu den Bauteilen liefern kann, ist dieser nachträglich im System des AG herzustellen. Abb. 1: Integration des Objektmodells mit Fachmodellen des Projektcontrollings Abb. 2: Visualisierung eines Funktionsbereichs im Raummodell 11

12 Ausschreibungscontrolling mit Multimodellen Eine Mengenermittlung nach den Ansprüchen des AG ist bauteilbezogen zunächst nur auf Grundlage der sogenannten Basismengen möglich, da diese derzeit über die IFC Schnittstelle übergeben werden. Der Controller nutzt diese Basismengen zur Plausibilisierung der Mengen im Leistungsverzeichnis. Parallel dazu werden mittels Integration über die Vergabeeinheit die geplanten Mengen der Kostenberechnung mit den ausgeschriebenen Mengen abgeglichen. In beiden Fällen werden Mengendifferenzen außerhalb einer definierten Bandbreite von z.b. 5% mit dem Planer geklärt. Damit erhält der AG eine höhere Transparenz, verbunden mit einer größeren Sicherheit bei den Mengen. Analog zur Integration der Leistungspositionen werden die Bauteile mit den Vorgängen des Rahmenterminplans verlinkt. Damit sind alle Voraussetzungen geschaffen, die Ausschreibung mittels des Multimodell Containers zu veröffentlichen. Der Container enthält das Bauwerksmodell, das Leistungsverzeichnis mit den Splittmengen der LV Positionen auf Bauteilebene, die Rahmentermine sowie die Verlinkung der Modelle. Eine weitere Unterstützung erhält das Projektcontrolling dadurch, dass wiederkehrende Prozesse wie die Erstellung und Veröffentlichung der Ausschreibung durch einen Workflow unterstützt werden. Dazu werden durch einen Prozessverantwortlichen vorab definierte Workflows gestartet. Eine nachträgliche Individualisierung durch den Prozessverantwortlichen kann mittels grafischer Elemente per Drag & Drop durchgeführt werden. Einzelnen Aktivitäten eines Workflows können mit den Vorgängen eines Terminplans verlink werden um den Ablauf mit Terminvorgaben zu versehen. Checklisten für einzelne Aktivitäten reduzieren die Komplexität des Workflows. Damit erhält der Controller ein leistungsfähiges Instrument zur Führung und Steuerung seiner Aufgaben. Dem jeweiligen Systemnutzer werden auf der Startseite des Systems alle Workflows angezeigt, welche er berechtigt ist zu starten. Zusätzlich erhält jeder Nutzer eine Übersicht zu allen seinen offenen Aktivitäten die sich aus den einzelnen Workflows ergeben. Der eigentliche Mehrwert der vorgestellten Methoden entsteht dann, wenn bei komplexeren Bauvorhaben die Ergebnisse verschiedener Planer auf einer Plattform zentral verwaltet und gesamthaft ausgewertet und analysiert werden. Die strukturierte Ablage der Daten aus den Planungs und den anschließenden Ausführungsprozessen ermöglicht auch die flexible Anbindung vor und nachgelagerter Systeme eines Unternehmens. Ebenso unterstützt dieses Vorgehen den Multiprojekt Bauherrn, der für ein Portfolio an Baumaßnahmen ein integriertes Controlling auf unterschiedlichen Organisationsebenen benötigt. Abb. 3: Objektbuch Ausschreibung zur strukturierten Beschreibung der Räume und Baulemente eines Bauwerksmodells Abb. 4: Starten eines Workflows für eine Ausschreibung 12

13 Diskussion: Datenspezifikationen für Multimodelle Thomas Liebich & Matthias Weise, AEC3 Deutschland GmbH Sebastian Fuchs, Institut für Bauinformatik, Technische Universität Dresden AN Mefisto AG Mefisto Planer Bedarfsplanung Objektplanung Ausschreibung Leistungsbeschreibung Nachtragserstellung Ausschreibungscontrolling Angebotsbearbeitung Angebot Planungsänderung Nachtragscontrolling Planungsänderung NT Angebot vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 13

14 Diskussion: Datenspezifikationen für Multimodelle AN Mefisto AG Mefisto Planer Spezifikation Bedarfsplanung Objektplanung Prüfung Spezifikation Ausschreibung Leistungsbeschreibung Angebot Ausschreibungscontrolling Angebotsbearbeitung Prüfung vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 14

15 3. Mefisto Kongress Datenspezifikationen für Multimodelle Thomas Liebich, AEC3 Deutschland GmbH Multi Modelle Gebäudemodell IFC2x3 Eine der grundlegenden Annahmen, die zum Leitthema von Mefisto wurde, ist die Erkenntnis, dass die modellbasierte Projektabwicklung, auch BIM (Building Information Modelling), oder VDC (Virtual Design and Construction) genannt, sich nicht auf ein zentrales "all in one" Datenmodell stützen wird, sondern auf eine Reihe mit einander in Beziehung stehender Fachmodelle. Die technologische Antwort darauf ist der Mefisto Multimodell Container. Die einzelnen Fachmodelle innerhalb des Multimodell Containers sollen möglichst auf bestehenden Standards beruhen, oder in Bezugnahme auf Standards angepasst bzw. abgeleitet werden. Für das Gebäudemodell war mit ISO16739 (IFC) ein eingeführter internationaler Standard gesetzt, für das Leistungs und Terminmodell mit GEAB DA XML ein nationaler Standard. Für die weiteren Modelle, das Termin, Organisations und Baustellenmodell waren keine eingeführten Standards vorhanden, daher wurde die Ableitung und Ergänzung vom sich in Entwicklung befindlichen Standard IFC4 angestrebt (Abbildung 1). Die dazu notwendigen Filter und Transformationsverfahren auf der Ebene der Schemadefinition (und später daraus abgeleitet auch für die aktuellen Modelldaten gemäß diesem Datenschema) wurden entwickelt, und in einem Entwicklertool, ViewEdit, implementiert (Abbildung 2). Diese Schemafilterung erlaubt es, bestehende Definitionen zu selektieren und daraus ein gültiges Unterschema, spezifisch für diese Modellanforderung, zu erzeugen. Dieses Unterschema kann dann noch in eine andere Beschreibungssprache transformiert und optimiert werden, im konkreten Beispiel wurde das Termin und das Organisationsmodell noch von der EXPRESS Sprache in die heute allgemein verwendete XML Schema Sprache übersetzt. Die sich daraus ergebenen simple ifcxml Definitionen konnten nun einfacher in das Multimodell integriert und die Daten untereinander verlinkt werden. Da diese Herangehensweise auch über den Mefisto Container hinaus generell anwendbar ist, wurde es als eine Methode für zukünftige Standardisierungen weiterentwickelt, und den Standardisierungsorganisationen buildingsmart und ISO vorgestellt. Beide Verfahren, die Schemafilterung und die Schematransformation, werden als mvdxml und als simple ifcxml derzeit in buildingsmart weiterentwickelt und sind als offizielle Verfahren anerkannt. Damit sind diese in Mefisto entwickelten Verfahren auch zukünftig für die Standardisierungen von Datenmodellen im Bauwesen nutzbar und die Ergebnisse können dann schneller der Industrie zur Verfügung gestellt werden. Leistungsmodell GAEB DA XML Kostenmodell proprietäre, GAEB DA XML Terminmodell proprietäre, ifcxml basiert Organisationsmodell ifcxml basiert Baustellen /Gerätemodelle propr., neu Abb. 1: Standardisierte Fachmodelle im Mefisto Multimodellen Abb. 2: Schemafilterung im Entwicklertool ViewEdit 15

16 Datenspezifikationen für Multimodelle Die Nutzung standardisierter Formate innerhalb der vertraglich zu vereinbarenden Übergabe von Multimodellen, inklusive des Gebäudemodells, Leistungsmodells und Terminmodells ermöglicht den offenen Zugang zu den Planungs und Ausführungsinformationen für den Auftraggeber und anderen befugten Teilnehmern im Planungsprozess. Folgeprozesse können auf diesen Modellinformationen aufgesetzt werden, und die direkte Weiterverarbeitung der Planungs und Ausführungsinformationen und deren Auswertungen in unterschiedlichen Simulations und Bewertungsverfahren wird effizient ermöglicht. Beispiele wären unter anderem die Energie, und Nachhaltigkeitsanalysen während der Planung, die Generierung vom Mengen und Bauteillisten für die Ausschreibung, der Vergleich von Planungs bzw. Ausführungsrevisionen, oder die Übergabe einer für die Belange des Facility Managements gefilterten Bestandsdokumentation an den Auftraggeber und die späteren Nutzer. Wenn Folgeprozesse direkt auf Modellübergaben aufsetzen, wird deren Effizienz und Genauigkeit direkt von der Qualität der Modellinhalte abhängig. Daher ist eine genaue Vereinbarung, wer (Objektplaner, Fachplaner, Auftragnehmer, Unterauftragnehmer), wann (während der Entwurfsphase, der Angebotsphase, der Ausführungsphase), welche Informationstiefe der einzelnen Modelle im umfassenden Multimodell zu liefern hat, von entscheidender Bedeutung dieser neuen Methode der Projektabwicklung. Die AEC3 Deutschland GmbH hat hierzu auf allen drei Ebenen (1) der vertraglichen Vereinbarung der zu beachtenden technischen Vorschriften und Leistungen als BIM sanhang, (2) der inhaltlichen Vereinbarung der Informationstiefe im Zusammenhang einer BIM Richtlinie und den BIM Objektkatalogen und (3) der IT gestützten Kontrolle der vertraglich vereinbarten Lieferung als BIM Qualitätsprüfung die notwendigen Komponenten entwickelt. Um diese Qualitätskontrolle in realen Bauprojekten, und insbesondere bei Projekten öffentlicher Auftraggeber, einsetzen zu können, muss die Kontrolle auf nachvollziehbaren und offenen Verfahren und Standards beruhen, also zum Beispiel auf die als ISO16739 (IFC) und GAEB DA XML normierten Bestandteile des Multimodells. Dazu wurden durch die AEC3 Deutschland GmbH umfangreiche BIM Objektkataloge so erstellt, dass diese eine Auswahl normierter Bauelementbeschreibungen enthält, die in Bezug auf den Planungszyklus ausgewählt, ergänzt und vereinbart werden können (Abbildung 3). Die organisatorischen Verantwortlichkeiten (wer und wie) werden in der BIM Richtlinie verankert, und die im Multimodell übergebenen Einzelmodelle (wie das Gebäudemodell, siehe Abbildung 4) können dann durch Qualitätsregeln automatisch geprüft werden. Dies kann sowohl als Selbstprüfung beim Planer oder AN geschehen, oder bei der Übernahme durch den AG, oder auch durch einen Dienstleister, der das BIM Management sicherstellt. Fundament Format erforderlich in folgenden Leistungsphasen LPh 1 2 LPh 3 4 LPh 5 LPh 6 8 LPh 9 Modellelementetyp / Bauteiltyp Bodenplatte Einzelfundament Maschinenfundament Streifenfundament Geometrie vereinfachte Bauteilgeometrie stark vereinfachte Geometrie ohne Anschlüsse und Aussparungen REF NEIN JA NEIN NEIN NEIN genaue Bauteilgeometrie ohne Bauteile mit Bauteilabmessungen und Materialien; vereinfachte Geometrie REF NEIN NEIN JA NEIN NEIN exakte Bauteilgeometrie mit Aussparungen Bauteile mit ihren exakten Maßen und Materialien inkl. aller Anschlüsse REF NEIN NEIN NEIN JA JA Bauteilgeometrie mit Einbauteilen und exakte Bauteilgeometrie mit Einbauteilen, Befestigungstechnik und REF NEIN NEIN NEIN JA JA Eigenschaften Allgemeine Eigenschaften für Bauteile Material Materialname nach Auswahlliste (TAB Auswahlliste) Liste NEIN JA JA JA JA Fundamenttyp Bezeichnung zur Zusammenfassung gleichartiger Fundamente Text NEIN NEIN JA JA JA Eigenschaften für Stahlbetonbauteile Ausführung Ausführungsart nach Auswahlliste (TAB Auswahlliste) Liste NEIN NEIN JA JA JA Betonklasse Expositionsklasse nach Auswahlliste (TAB Auswahlliste) Liste NEIN NEIN JA JA JA Expositionsklasse Betonklasse nach Auswahlliste (TAB Auswahlliste) Liste NEIN NEIN JA JA JA Bew. Schlaff_kg_m³ geforderter Bewehrungsgrad (Angabe in kg/m3) R NEIN NEIN NEIN JA JA Bew. Schlaff_kg_m² geforderter Bewehrungsgrad (Angabe in kg/m2) R NEIN NEIN NEIN JA JA Bew. Gittertraeger_kg_m² Angabe nur bei geforderter Gitterbewehung R NEIN NEIN NEIN JA JA Abb. 3: BIM Objektkatalog (Auszug) geforderte Modellinhalte für Fundamente Abb. 4: Ergebnis einer Qualitäts und Vollständigkeitsprüfung fehlende Brandschutzangaben (unterstützt durch Open IFC Tools) 16

17 Szenario 2: Angebotsbearbeitung mit Multimodellen Jürgen Demharter, RIB Information Technologies AG Christoph Pflug, Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG AN Mefisto AG Mefisto Externe Bedarfsplanung Objektplanung Ausschreibung Ausschreibung Nachtragserstellung Angebotsbearbeitung Angebot Planungsänderung Nachtragscontrolling Planungsänderung NT Angebot vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 17

18 Szenario 2: Angebotsbearbeitung mit Multimodellen Ausschreibung RB Angebot RB Mefisto Plattform Rohbaumodell Rohbaumengen LV LV Rohbau Rahmentermine expandierte Fachmodelle (erweitert u. detailliert) Rohbaumodell Rohbaumengen LV LV Rohbau, Preise Grobterminplan Prüfen Multimodell Planen BE Contentbasierte Mengenberechn. Planen Grobtermine Kalkulieren & Anbieten Auftragnehmer (AN) Rohbaumodell Rohbaumengen LV LV Rohbau Rahmentermine.. bisherige Modelle BE Modell LV BGK.. bisherige Modelle Rohbaumengen VA.. bisherige Modelle Grobterminplan.. bisherige Modelle Kalkulation LV Rohbau, Preise vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 18

19 3. Mefisto Kongress Angebotsbearbeitung mit Multimodellen Christoph Pflug, Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG Jürgen Demharter, RIB Information Technologies AG Das Demonstrationsszenario Angebotsbearbeitung mit Multimodellen knüpft an das vorherige Demonstrationsszenario Ausschreibungscontrolling mit Multimodellen an, indem das an der Ausschreibung teilnehmende Bauunternehmen (AN) den auf der Mefisto Plattform veröffentlichten Multimodell Container () Ausschreibung Rohbau zur weiteren Bearbeitung in dessen Systemumgebung itwo von RIB importiert. Der AN beginnt vor der eigentlichen Angebotsbearbeitung mit einer Prüfung des Multimodells, um sich zum einen ein Verständnis über die ausgeschriebene Bauaufgabe zu verschaffen und zum anderen die enthaltenen Daten respektive Datenstrukturen auf Konsistenz zu kontrollieren. Dies ist mit dem vorliegenden Multimodell in einer besonderen Art und Weise möglich, da die direkten Abhängigkeiten zwischen den ausgeschriebenen Leistungspostionen des Leistungsverzeichnis, den LV Mengen, der Geometrie des 3D Bauwerksmodells, sowie den Rahmenterminen anschaulich dargestellt werden können. Insbesondere die interaktive Visualisierung mit dem 3D Bauwerksmodell unterstützt die Entwicklung eines gesamtheitlichen Verständnisses über die ausgeschriebene Bauaufgabe. Die Prüfung der enthaltenen Daten und Datenstrukturen erfolgt mit verschiedenen Prüfregeln, welche die Projektion aller Multimodellbestandteile auf das 3D Bauwerksmodells erlauben. Damit können gegebenenfalls Fehler im Multimodell grafisch hervorgehoben werden. Mit der Entscheidung ein Angebot zu erstellen, wählt der AN zur weiteren Angebotsbearbeitung geeignete Bauverfahren aus, erstellt ein erstes Konzept für die Baustelleneinrichtung und den Bauablauf. In diesem Zuge werden die bestehenden Multimodellstrukturen um ein Leistungsverzeichnis für die Baustellengemeinkosten (BGK LV) sowie eines ersten groben 3D Baustellenmodells, welches mit SolidWorks erstellt wird, ergänzt. Im weiteren Vorgehen wird die ausgeschriebene Leistungen des AG unternehmensintern weiter qualifiziert und in detaillierter Teilleistungen untergliedert. Diese bilden dann die Basis für eine contentgestützte Angebotsbearbeitung, welche im ersten Schritt mit einer weitgehend automatisierten, regelbasierten Mengenermittlung auf Basis dieser internen Teilleistungen und des 3D Bauwerksmodells beginnt. Die hierbei entstehenden voraussichtlichen Ausführungsmengen (VA Mengen) dienen zum einen zur Überprüfung der ausgeschriebenen LV Mengenund zum anderen für die Ausarbeitung des Angebots. Abb. 1: Import des Multimodell Containers Ausschreibung Abb. 2: Prüfung der Ausschreibungsunterlagen 19

20 Angebotsbearbeitung mit Multimodellen Dem Prozess der Mengenermittlung kommt insofern eine besondere Bedeutung zu, da Mengen eine zentrale Rolle für die Angebotsbearbeitung übernehmen. Mengen bilden sowohl die Basis zur Kalkulation als auch zur Termin und Ressourcenplanung. Sie müssen demnach für die unterschiedlichen Prozesse stets belastbar sein und in der entsprechenden Granularität vorliegen. Zur Angebotsbearbeitung wird in einem weiteren Arbeitsschritt anhand der Terminvorgaben (Rahmentermine) des AG ein Grobterminplan erstellt. Dieser teilt den zu erstellenden Baukörper unter bauablaufspezifischen Aspekten in mehrere Bauabschnitte ein und definiert den angedachten Bauablauf. Der Grobterminplan wird mit Hilfe von verschiedenen Filterungen mit den bereits bestehenden Multimodellstrukturen vollständig verknüpft. Abschließend wird das Multimodell um die Kalkulation ergänzt und Preise zur Angebotsabgabe gebildet. Hierbei beruht die Kalkulation insbesondere auf contentbasierten Bibliotheken mit vorgefertigten Kalkulationsbausteinen. Vor der Angebotsabgabe wird das erstellte Multimodell respektive Angebot sowohl inhaltlich als auch auf Vollständigkeit geprüft. Dadurch, dass die verschiedenen Fachmodelle miteinander verknüpft sind, ergibt sich eine Vielzahl an Prüfmöglichkeiten, um Geometrie, Mengen, Kosten und Zeitbezug in unterschiedlichen Kombinationen zueinander abschließend für eine Angebotsabgabe zu bewerten. Beispielsweise können besondere Kostenrisiken bei Einzelbauteilen oder kritische Bauphasen mit einem hohen Ressourcenbedarf anschaulich dargestellt und somit frühzeitig erkannt werden. Die Zusammenstellung des Multimodell Containers Angebot erfolgt mit Hilfe eines Templates, welches die benötigten Daten der Fachmodelle mit den entsprechenden Datenstandards definiert. Somit enthält der Container zur Angebotsabgabe für den Rohbau des Mefisto Bauprojektes Flughafen : (1) das Rohbaumodell (Bauwerksmodell BIM, IFC2x3), (2) die Rohbaumengen zum Leistungsverzeichnis (Mengenmodell, Mefisto XML), (3) das Leistungsverzeichnis mit Preisen (Leistungsmodell SPM, GAEB XML 3.1) und (4) den Grobterminplan (Vorgangsmodell TSM, Mefisto XML) zur Darstellung des geplanten Bauablaufs. Weiterhin befindet sich im Container das Linkmodell (Mefisto XML), welches die bilateralen Verknüpfungen zwischen den Daten der Fachmodellen bildet. Die Abgabe des Multimodell Containers Angebot erfolgt mittels WebService über die Mefisto Plattform. Abb. 3: Mengenabweichungen zwischen LV und VA Mengen Abb. 4: Kosten je Level 20

21 Szenario 3: und Nachtrag mit Multimodellen Christoph Pflug, Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG Jürgen Demharter, RIB Information Technologies AG AN Mefisto AG Mefisto Externe Bedarfsplanung Objektplanung Ausschreibung Ausschreibung Nachtragserstellung Angebotsbearbeitung Angebot Planungsänderung Nachtragscontrolling Planungsänderung NT Angebot vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 21

22 Szenario 3: und Nachtrag mit Multimodellen Auftragnehmer (AN) Mefisto Plattform AG Vereinbaren Rohbaumodell Rohbaumengen LV Rohbau, Preise Rahmentermine Vereinbaren Versenden Planänderung bisherige Modelle Detailtermine Arbeitskalkulation Planungsänderung Rohbaumodell V2 Prüfen Planänderung Nachtragsangebot Rohbaumodell V2 Rohbaumengen V2 LV Rohbau, Pr. V2 Grobtermine V2 Rohbaumodell V2 Änderung Bauwerk Änderung Mengen Änderung LV gefilterte Fachmodelle Filtern Nachtrag Erstellen Nachtragsangebot Nachtragsangebot NT Rohbaumodell NT LV, Preise NT Mengen NT Grobtermine bisherige Modelle NT Kalkulation NT Mengen NT LV, Preise Nachtragscontrolling sergänzung NT Rohbaumodell NT LV, Preise NT Mengen NT Grobtermine Grobtermine V2 vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 22

23 3. Mefisto Kongress und Nachtrag mit Multimodellen Christoph Pflug, Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG Jürgen Demharter, RIB Information Technologies AG Das Demonstrationsszenario und Nachtrag mit Multimodellen geht davon aus, dass der AG und der AN sich vertraglich für die Beauftragung des AN zur Ausführung der Rohbauarbeiten für das Mefisto Bauvorhaben Flughafen geeinigt haben. Die vertragliche Vereinbarung wird mit dem Multimodell Container dokumentiert. Dieser Container enthält: (1) das Rohbaumodell, (2) die Rohbaumengen zum Leistungsverzeichnis, (3) das Leistungsverzeichnis mit Preisen und (4) den Rahmenterminplan. Darüber hinaus sind die Daten der Fachmodelle mit dem im Container enthaltenen Linkmodell verknüpft. Es liegen somit wichtige Bestandteile für die Beschreibung der vertraglich vereinbarten Bauleistung vor. Im Weiteren wird in dem Demonstrationsszenario davon ausgegangen, dass die Arbeitsvorbereitung des AN abgeschlossen ist und die ersten Bauarbeiten am Flughafen begonnen haben. Im Zuge der Ausführungsplanung konkretisiert der AG den Bauinhalt, indem er abweichend von der ursprünglichen Planung zusätzliche Aussparungen in mehreren Unterzügen vorsieht, welche nachfolgend als Hauptträger bezeichnet werden. Aufgrund dieser Änderung kommt es zudem zu einer geänderten Bewehrungsführung, welche zu einem insgesamt höheren Bewehrungsgrad in den Hauptträgern führt. Die Daten zur Planungsänderung bekommt der AN über die Mefisto Plattform innerhalb eines Multimodell Containers, welcher die überarbeitete und aktualisierte Version des 3D Bauwerksmodells (V2) enthält. Zur Auftragsabwicklung muss der AN diese Änderung in seine bestehenden Multimodell Strukturen, welche in seiner Systemumgebung itwo vorliegen, einbeziehen. Die Änderung bildet zum einen zunächst eine Konkretisierung der zu erbringenden Bauleistung. Zum anderen ist diese Änderung jedoch insbesondere mit der ursprünglich beauftragten Bauleistung zu vergleichen und zu bewerten. Mit einem systemunterstützten Vergleich des ursprünglichen und des überarbeiteten 3D Bauwerksmodells werden sowohl die geometrischen Änderungen als auch Änderungen von Attributen in beiden Modellen leicht erkannt. In der Überlagerung respektive Hervorhebung der Änderungen zwischen beiden Modellen können diese zudem anschaulich verdeutlicht werden. Abb. 1: Planungsänderung an Hauptträgern Abb. 2: Detailauszug der geänderten Bewehrungsführung 23

24 und Nachtrag mit Multimodellen Das Eingliedern der Planungsänderung in die bestehende Multimodellstruktur bedingt, dass die Auswirkungen der Änderung auf die verschiedenen Fachmodelle ermittelt und bewertet werden müssen. Beginnend mit einer modellorientierten Mengenermittlung zur Integration des geänderten 3D Bauwerksmodells wird in Bezug auf die vertraglich vereinbarten Leistungspositionen festgestellt, dass es neben der reinen Geometrieänderung auch zu Änderungen in der Leistungsstruktur kommt. Es wird festgestellt, dass die Hauptträger mit dem erhöhten Bewehrungsgrad in der ursprünglichen Leistungsstruktur nicht mehr zugeordnet werden können. Die entsprechend hinterlegten Regeln für das Verknüpfen der neu ermittelten Mengenansätze, basierend auf dem geänderten 3D Bauwerksmodell mit den bestehenden Teilleistungen, schließen eine Zuordnung zum vertraglich vereinbarten Leistungsverzeichnis aus. Mit der signifikanten Abweichung hinsichtlich der Quantität und Art und Weise der neu zu erbringenden Leistung entscheidet sich der AN im weiteren Vorgehen für eine Neubewertung der Auswirkungen infolge der Planungsänderung auf das Gesamt Multimodell und meldet einen Nachtragsanspruch beim AG an. Das Erstellen des Nachtragangebots, basierend auf den vorliegenden Kalkulationsannahmen, führt zu einer Weiterentwicklung des Multimodells in eine neue Version (V2). Hierzu werden entsprechende Nachtragspositionen angelegt und der Mehr und Minderaufwand kalkulatorisch ermittelt. Im Weiteren erfolgt eine Ausarbeitung weiterer Auswirkungen hinsichtlich des terminlichen Gefüges in der Multimodellstruktur. Nach der Fertigstellung des Nachtragsangebots und einer entsprechenden Überprüfung auf Konsistenz und Vollständigkeit, wird der Multimodell Container Nachtragsangebot gebildet. Hierzu wird das überarbeitete Multimodell (V2) mit entsprechenden Filterservice auf der Mefisto Plattform auf den Inhalt des Nachtragsangebots im Multimodell Container reduziert, welcher dann beim AG eingereicht wird. Der AG überprüft daraufhin den über die Plattform kommunizierten Nachtragsangebot seinerseits. Nach erfolgreicher Prüfung kommt es im Anschluss zur Einigung beider Parteien und das akzeptierte Nachtragsangebot wird zusammen mit den gesamtheitlichen Änderungen und Auswirkungen Bestandteil des es. Der AN ist folglich mit der geänderten respektive neuen Leistung beauftragt und führt diese entsprechend des aktualisierten Multimodells aus. Abb. 3: Hervorhebung der Planungsänderung Abb. 4: Mehraufwand je Hauptträger 24

25 Szenario 4: Ausführungsvarianten, Nachunternehmer und Baustellenplanung Konstantinos Kessoudis, Ed. Züblin AG Ausführungsvarianten Baustellenplanung Montageuntersuchung AN Mefisto AV FT Ausschreibung AV FT Planung Logistiksimulation Montagesimulation NU Fertigteilplanung Simulant Logistiksimulation Montagesimulation vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 25

26 Szenario 4: Ausführungsvarianten, Nachunternehmer und Baustellenplanung NU Mefisto Plattform Auftragnehmer.. bisherige Modelle Kalkulation BE Modell LV BGK Grobtermine RB Rohbaumodell Rohbaumengen LV Rohbau, Preise Rahmentermine Ausführungsvariante (AV).. bisherige Modelle Rohbaumodell AV1 Rohbaumengen AV1 LV Rohbau AV1 NU Ausschreibung Ausschreibung NU Rohbaumodell AV1 Rohbaumengen AV1 LV Rohbau AV1 Angebot Angebot NU Rohbaumodell AV2 Rohbaumengen AV2 LV Rohbau, Preis AV2 NU Vergleich & Beauftragung.. bisherige Modelle Rohbaumodell AV2 Rohbaumengen AV2 LV Rohbau, Preis AV2 Beauftragung NU Rohbaumodell AV2 Rohbaumengen AV2 LV Rohbau, Preis AV2 Fertigteilplanung.. bisherige Modelle Rohbaumodell AV3 Rohbaumengen AV3 LV Rohbau AV3 Integration Rohbau & FT Modell detaillierte u. gefilterte Fachmodelle FT Planung NU FT Bauwerksmodell FT Mengen FT LV, Preis.. bisherige Modelle BE Modell AV3 Mengen BGK AV3 LV BGK AV3 Grobtermine AV3 Planen Baustelle & Termine Arbeitsvorbereitung Rohbaumodell AV3 Rohbaumengen AV3 LV Rohbau AV3 BE Modell AV3 Mengen BGK AV3 LV BGK AV3 Grobtermine AV3 vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 26

27 3. Mefisto Kongress Ausführungsvarianten, Nachunternehmer und Baustellenplanung Konstantinos Kessoudis, Ed. Züblin AG Ausführungsvariante Um identifizieren zu können welche Bauteile und Bauprozesse optimiert werden können, werden im fortlaufenden Planungsprozess die Herstellungsprozesse mit den geometrischen Gegebenheiten verglichen. Dies erfolgt im Demonstrationsszenario Ausführungsvariante auf Grundlage des Multimodells Rohbau. Nach einer genauen geometrischen, bauprozess und kostenorientierten Analyse wurde hier eine Ausführungsvariante für Fertigteillösung für die Nebenträger und Geschossdecken festgelegt und die Bauteile angepasst und neu attributiert. Das Multimodell Ausführungsvariante wurde somit durch Rohbaumodell AV1, Rohbaumengen AV1, und das LV Rohbau AV1 ergänzt. Ausschreibung NU Auf Grundlage dieses Multimodells wurde nun ein Multimodellcontainer Ausschreibung Nachunternehmer erstellt. Dieser beinhaltet das Multimodell wie in den vorherigen Szenarien in standardisierten Dateiformaten, um die Daten verlustfrei über die Mefisto Plattform austauschen zu können. Abbildung 1:LV Positionen für Ausführungsvariante in itwo Angebotserstellung Die anbietenden NU bekommen über einen Zugang zur Mefisto Plattform Zugriff auf den Ausschreibungs Ausschreibung Nachunternehmer. Die Angebotserstellung erfolgt auf Grundlage dieser Daten. Anschließend werden auf dieser Grundlage die Rohbaumengen aktualisiert und die Kosten für diese Bauteile ermittelt. Die anbietenden NU erstellen einen neuen Multimodell Container Angebot NU, der ein Rohbaumodell AV2, Rohbaumengen AV2 und das LV Rohbau, Preis AV2 enthält und stellen diese auf der Mefisto Plattform für den Datenaustausch zur Verfügung. Angebotsvergleich und Beauftragung des Nachunternehmers Um die Angebote der Nachunternehmer für die erforderlichen Leistungen vergleichen zu können, werden im Multimodell (itwo) Projektvarianten angelegt und die enthaltenen Fachmodelle miteinander verglichen. Nach der Auswertung und der Auswahl des Nachunternehmers wird dieser beauftragt. Abbildung 2: Vertikale Teilung der Elementdecken in Solidworks 27

28 Ausführungsvarianten, Nachunternehmer und Baustellenplanung Ausführungsplanung für die Fertigteile Um im ersten Bearbeitungsprozess eine Grundlage für die Simulation zu erhalten, erfolgt eine vertikale Aufteilung der Montagefelder der Elementdeckenplatten. Dies geschieht immer im Kontext mit den angrenzenden Rohbau Bauteilen. Der auszutauschende enthält das FT Bauwerksmodell, die FT Mengen unddie FT LV, Preise. Integration Rohbau & Fertigteilmodell Aufgrund unterschiedlicher Planungsteams werden in einem Gesamtmodell die Teil Multimodelldaten des Rohbau und FT Modells zusammengefasst. Auf dieser Grundlage lassen sich die Mengen und Kosten zu jedem Planungsstand transparent darstellen. Das Multimodell enthält folgende Ergänzungen: Rohbaumodell AV3, Rohbaumengen AV3, LV Rohbau AV3 Baustellenplanung und Terminplanung Über eine Klassifizierungs und Bauteilbibliothek werden die Verkehrs, Stell und Lagerflächen erzeugt und über einen Konfigurator die Baugeräte und konfiguriert. Dies erfolgt über die EingabevonWerten,welcheeineDatenbankabfragt und geeignete Baugeräte zur Auswahl anbietet. Durch die Positionierung im 3D Modell können Überschneidungen schnell erkannt werden und die Geräte an das Bauwerksmodell optimal angepasst werden. Im Multimodell wird hierzu ein Baugeräte LV angelegt, welches die 3D Objekte erfasst und deren Attribute auswertet. Die Terminplanung wird angepasst und die Fertigteilbauteile eingearbeitet. Der Terminplan enthält zusätzlich Informationen über die Baustelleneinrichtung und die notwendigen stationären Geräte. Das Multimodell enthält zu den bisherigen Modellen das BE Modell AV3, Mengen BGK, LV BGK AV2 und die Grobtermine AV3 Abbildung 3: Baugerätekonfigurator in Solidworks Logistiksimulation Um der Logistiksimulation anbinden zu können, wird ein Multimodell Logistiksimulation auf der Mefisto Plattform zur Verfügung gestellt. Dies enthält folgende Daten: Rohbaumodell AV3, Rohbaumengen AV3, LV Rohbau AV3, BE Modell AV3, Mengen BGK, LV BGK AV2, Grobtermine AV3 Abbildung 4: Bauwerks und Baustellenmodell in itwo 28

29 Szenario 5: Logistikplanung und simulation Sven Spieckermann & Ilka Habenicht, Simplan AG Ausführungsvarianten Baustellenplanung Montageuntersuchung AN Mefisto AV FT Ausschreibung AV FT Planung Logistiksimulation Montagesimulation NU Fertigteilplanung Simulant Logistiksimulation Montagesimulation vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 29

30 Szenario 5: Logistikplanung und simulation Arbeitsvorbereitung Rohbaumodell AV3 Simulant Mefisto Plattform Rohbaumengen AV3 LV Rohbau AV3 BE Modell AV3 Mengen BGK AV3 LV BGK AV3 Grobtermine AV3 Referenzprozesse Aufwandswerte Erstellen SiteSim Modell.. bisherige Modelle Baustelle mit BA Ausführen Simulation.. bisherige Modelle Terminplan, geprüft geprüfte u. ergänzte Fachmodelle Bewerten Ergebnisse Simulationergebnisse.. Eingangsmodelle Ressourcenlasten Lieferlisten pro BA Grobtermine, geprüft Ressourcen Lieferlisten pro BA Ressourcenlasten Schichtmodelle Meilensteine Bestandsentwicklung vereinfachtes Prozessdiagramm des Modelleinsatzes, Legende siehe Seite 46 30

31 3. Mefisto Kongress Logistikplanung und simulation Sven Spieckermann & Ilka Habenicht, SimplanAG Aufgabe der Logistiksimulation Üblicherweise basiert die Planung der Logistik einer Baustelle auf statischen Durchschnittswerten. Damit lässt sich zwar sicherstellen, dass durchschnittlich genügend Kapazitäten auf der Baustelle vorhanden sind ungleichmäßige, stark schwankende Ressourcenbelastungen lassen sich damit aber nicht ermitteln. Mit Hilfe der logistischen Simulation werden diese dynamische Effekte vorhersehbar und beherrschbar, vielfach bewiesen in der stationären Industrie. Im Rahmen des Mefisto Projektes wurden Methoden entwickelt und in einer Software realisiert, mit denen die komplexen Abläufe auf der Baustelle übersichtlich und schnell eingegeben werden können. Werden Engpässe zu bestimmten Zeiten ermittelt, können mit Hilfe der Simulation Maßnahmen zur Behebung (z.b. Änderungen in der Vorgehensweise, Auswirkung von zusätzlichen Kapazitäten etc.) analysiert und bewertet werden. Abb. 1: Bauwerk und Baustelle in dem SiteSimEditor für die Aufbereitung der Simulationsdaten Vortragsinhalt In dem Vortrag wird die Vorgehensweise für die Modellerstellung gezeigt und die Ergebnisse des folgenden Szenarios diskutiert: Es wird überprüft, ob der Rahmenterminplan (das Vorgangsmodell) mit den geplanten Ressourcen (Kränen, Betonpumpen etc) und weiteren Restriktionen (vorgegebener Schichtplan, vorgegebene Zeiten für Betonanlieferungen) eingehalten werden kann. Weiter soll ermittelt werden, welche Abhilfen bei eventuell auftretenden Engpässen notwendig sind. Mefisto SiteSimEditor und Simulationsmodell Der Multimodell Container aus der Arbeitsplanung ist die Grundlage für die Simulation. Die Daten müssen aber noch aufbereitet und ergänzt werden. So müssen beispielsweise Prozesse generiert und in Arbeitsschritten zusammengefasst werden. Regeln für die Abarbeitung müssen definiert und um zusätzliche simulationsspezifische Informationen wie z.b. Schichten, Ressourcenkapazitäten, Liefereinheiten, Aufwandswerte etc. ergänzt werden. powered by Abb. 2: Detailansicht aus dem SiteSimEditor: Einteilung der Elemente und Vorgänge in Arbeitsabschnitte 31