GIS, 3D CAD, BIM ein und dasselbe? Dr. Ilka May BDVI Kongress: Die Dritte Dimension Bonn, 09 Juni 2017

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1 GIS, 3D CAD, BIM ein und dasselbe? Dr. Ilka May BDVI Kongress: Die Dritte Dimension Bonn, 09 Juni 2017

2 Kurzvorstellung Teilhabende GF der LocLab Consulting GmbH Beraterin in den Bereichen BIM, GIS, Digitalisierung, bevorzugt im Bereich Infrastruktur Von 2007 bis 2016 bei Arup, davon 6 Jahre in London, Associate Director, Digital & Management Consulting Business Dipl-Geog., CGeog(GIS), Prince2 und MSP Projekte und Kunden u.a. Olympic Park London, Highways England, Network Rail, Crossrail, Fehmarnbelt, Doha Metro, Deutsche Bahn, Deges, Zech In 2015 Interims-GF der planen bauen 4.0 GmbH, Entwicklung des Stufenplans Digitales Planen und Bauen Co-Chair EU BIM Task Group für die EU Kommission Mitglied in CEN, DIN und VDI Standardisierungsgremien, ICE BIM Action Group

3 Was erwartet Sie? 1. Einheitliches Verständnis von GIS, 3D CAD und BIM etablieren 2. Was ändert sich durch BIM (nicht nur) für die Bestandserfassung? 3. Die Welten von GIS und 3D CAD kommen in BIM zusammen

4 Einheitliches Verständnis 3D CAD Rechnergestütztes Konstruieren Kategorie von Software und Werkzeugen für Konstruktion und Design Kein Objektbezug Lokales Koordinatensystem Volles 3D Parametrisches Modellieren

5 Einheitliches Verständnis - GIS Geographische Informationssysteme integrieren Hardware, Software und Daten für die Erfassung, Verwaltung, Analyse und Visualisierung aller Formen raumbezogener Informationen. System Raumbezug Objektbezug Attribute Datenbanken Kein echtes 3D

6 Einheitliches Verständnis - BIM Wir machen jetzt BIM Ich schreibe ein BIM Projekt aus Wir machen schon seit 20 Jahren BIM! Aber was heißt das denn jetzt konkret??

7 Einheitliches Verständnis - BIM Building Information Modeling (BIM) bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung bereitgestellt werden. Aber was heißt das denn jetzt konkret?

8 Einheitliches Verständnis - BIM Building Information Modeling (BIM) bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung bereitgestellt werden. Aber was heißt das denn jetzt konkret?

9 Ein BIM Projekt Bestandserfassung und - modellierung 3D Erfassung des Bestands und der Umgebung als Ausgangsmodell für Planung Bedarfsgerechte Erstellung von volumetrischen und objektbasierten Modellen

10 Ein BIM Projekt Visualisierung und Simulation Visualisierung von Planungsvarianten zur politischen Mediation Simulation von Schattenwurf, Lärmausbreitung, etc.

11 Ein BIM Projekt Planung & Dokumentation 3D Planung mit vordefinierten Objekten Gemeinsam abgestimmte Methodik und Standards Enthaltene Informationen generieren Datenblätter und tags Generierung von 2D und 3D Ergebnissen

12 Ein BIM Projekt Konzept und Entwurfsplanung Parametrische Design Studien Erste Energie-Analysen Schnelle Erzeugung von umsetzbaren Optionen Informations-basierte Entscheidungenim Planungsprozess

13 Ein BIM Projekt Koordination Nutzung gemeinsamer Vorlagen zur Koordination von Daten Referenzierung von 3D Fachmodellen in ein Koordinierungsmodell Koordination von Räumen Virtuelle Planungsreviews

14 Ein BIM Projekt Kollisionsvermeidung Grob Kollisionen zwischen Zonen oder Bereichen Mittel Kollisionen zwischen Komponenten und Ausrüstung Hoch Konflikte und Engpässe bei Wartung und Renovierungsarbeiten

15 Ein BIM Projekt 4D und 5D Modellierung Verknüpfung des Programms mit den Planungsmodellen Planung der Baustellenlogistik Detaillierte Phasierung des Bauablaufs Verknüpfung mit Kostendaten und Leistungsverzeichnissen Mengenermittlung und Kostenberechnung

16 Ein BIM Projekt Bauphase Virtuelle Daten mit Realität überlagert Daten-gestützte Abläufe und Beobachtungen (Monitoring) Verbessertes Verständnis der Planung

17 Ein BIM Projekt Betrieb Facilities Management und betriebs-optimierte Datenmodelle Spezifikationen und Wartungsinformationen schnell verfügbar Monitoring and feedback Systeme durch Datenanalyse Einsatz mobiler Endgeräte

18 Wo fängt BIM an? Wo hört BIM auf? Wie viele Anwendungsfälle muss ich machen? Welche? Und wer bestimmt das?

19 Einheitliches Verständnis - BIM Was verändert sich durch BIM konkret? 1) Wie wir Daten erstellen 2) Wie wir Daten managen PAS1192-2:2012 (Großbritannien) ISO/DIN :2017 (in Entwicklung)

20 Einheitliches Verständnis - BIM Die Kernelemente der BIM Methode sind: Ihre Werkzeuge heißen: Gemeinschaftlich Standardisiert Wertschöpfend BAP, CDE ISO (IFC), ISO 19650, ISO 12006, DIN 276, Inspire.. AIA, LOD

21 Einheitliches Verständnis BIM ist eine Methode Zusammenfassung Was ist der Bedarf? Was ist der Plan? Wie wird es gesteuert? Wie wird es implementiert? AIA BAP Prozesse Technologie Auftraggeber-Informations- Anforderungen BIM Abwicklungsplan Prozesse Technologie Die projekt-spezifischen Anforderungen an Daten und Informationen um Entscheidungen auf Grundlage gesicherter Informationen treffen und Risiken besser einschätzen zu können Detaillierte Informationen wie die Projektbeteiligten die spezifizierten Anforderungen erfüllen werden Vertragliche Regelungen zur Leistungsbeschreibung und Vergütung, aber auch standardisierte Regeln zur Datenerstellung und Weitergabe von Daten (CDE) Welche Technologie kommt zur Erfüllung der Anforderungen zum Einsatz und wie wird sie in die bestehende Technologie des Auftraggebers integriert?

22 Was ändert sich durch BIM und für wen?

23 Was ändert sich durch BIM für die Bestandserfassung? Der Bedarf Der Bauherr bestellt bei BIM zusätzlich zu dem Bauwerk auch die digitalen Daten des Bauwerks, damit diese über den gesamten Lebenszyklus von allen Beteiligten für Planung, Realisierung, Dokumentation, Inbetriebnahme und Betrieb genutzt werden können.

24 Was ändert sich durch BIM (nicht nur) für die Bestandserfassung? Beispiel Bundesamt für Wasserwirtschaft Erfassungsmethode: Terrestrische Photogrammetrie

25 Was ändert sich durch BIM (nicht nur) für die Bestandserfassung? Beispiel Deutsche Bahn Erfassungsmethode: Terrestrische Photogrammetrie Fotos und Referenzmaße bzw. Pläne genügen für die Erstellung von 3D-Modellen in einer Genauigkeit von 10 cm +

26 Was ändert sich durch BIM (nicht nur) für die Bestandserfassung? Beispiel Deutsche Bahn Erfassungsmethode: Terrestrische Photogrammetrie

27 Was ändert sich durch BIM (nicht nur) für die Bestandserfassung? Beispiel Deutsche Bahn Erfassungsmethode: Terrestrische Photogrammetrie Virtuelles Zug-Modell für Trainingszwecke modelliert

28 Was ändert sich durch BIM (nicht nur) für die Bestandserfassung? Beispiel Deutsche Bahn Erfassungsmethode: Puntkwolken ohne Vermaschung!

29 Was ändert sich durch BIM (nicht nur) für die Bestandserfassung? Zwischenfazit: Bestandsaufnahme und modellierung hat hohen Bedarf und wird zur Massenproduktion schnell und hinreichend genau. Problembereiche: - Spezifikation der Genauigkeit - Baugrund, unter der Oberfläche - Zu große Datenmengen - Überproduktion von Daten Und dann haben wir ja erst 3D Modelle wo bleibt die Semantisierung?

30 Semantisierung und Objektbezug Beispiel Deutsche Bahn Attributierung von 3D-Modellen Verknüpfung von datenführenden Systemen (SAP, Oracle spatial, SQL, mysql etc.) mit 3D- Modellen

31 Semantisierung und Objektbezug Beispiel Deutsche Bahn Regelbasierte Positionierung von Signalen Objekte aus einer umfassenden Objektbibliothek

32 Was bewegt uns sonst noch? Was kostet es mehr in BIM? Es ist keine neue Erkenntnis, dass der Zeitpunkt von Änderungen einen großen Einfluss auf die Fähigkeit zu ändern und die damit verbundenen Kosten hat. In erst planen, dann bauen wird eine Chance gesehen, späte und kostspielige Änderungen zu reduzieren. Traditioneller Prozess Verschiebung von Änderungen in frühere Planungsphasen Der häufig interpretierte Kausalzusammenhang, dass durch den Einsatz von BIM die frühen Leistungsphasen grundsätzlich teurer werden, ist jedoch ein Missverständnis. Idee Entwurf Planung Realisierung Nutzung Rückbau Nach Patrick McLeamy, 2004

33 Was bewegt uns sonst noch? Was kostet es mehr in BIM? Höhere Investitionen für mehr Klarheit und bessere Entscheidungen werden in frühen Phasen bei hohem Risiko für das Projekt bei gleichzeitig geringem Wert von Investoren oft gescheut. Idee Entwurf Planung Realisierung Nutzung Rückbau Nach Patrick McLeamy, 2004

34 Was bewegt uns sonst noch? Was kostet es mehr in BIM? Digitale Technologien und standardisierte Prozesse können z.b. BIM und Digitalisierung sind eine Möglichkeit, das bestehende Spannungsfeld zwischen mehr Klarheit durch tiefere Planung und möglichst geringen Kosten zu reduzieren. - Genehmigungsprozesse schneller und transparenter machen - Risiken besser bewertbar machen - Entscheidungsfindung durch Bereitstellung der relevanten Informationen verbessern Wie sieht das konkret aus? Z.B. - Prozesstreue Common Data Environment - Simulation, Automation, verknüpfte Daten - Visualisierung - Informationsableitung aus Modellen - Beschleunigte Inbetriebnahme - Verbesserte Dokumentation - Vorfertigung - Modularbauweise - IoT, LEAN, etc. Idee Entwurf Planung Realisierung Nutzung Rückbau Nach Patrick McLeamy, 2004

35 Wie bestellt man Daten? Was ist der Bedarf? Die AIA sollen sicherstellen, dass zum richtigen Zeitpunkt die richtige Menge, Detailtiefe und Qualität an Daten und Informationen bereitgestellt wird, damit Entscheidungen auf Grundlage gesicherter Informationen getroffen und Risiken minimiert werden können. AIA Auftraggeber-Informations- Anforderungen Die projekt-spezifischen Anforderungen an Daten und Informationen um Entscheidungen auf Grundlage gesicherter Informationen treffen und Risiken besser einschätzen zu können ACHTUNG! Überspezifizierte BIM Lastenhefe - Zu viel - Zu früh - Nicht wertschöpfend

36 Wie bestellt man Daten? Was ist der Bedarf? AIA Auftraggeber-Informations- Anforderungen Die projekt-spezifischen Anforderungen an Daten und Informationen um Entscheidungen auf Grundlage gesicherter Informationen treffen und Risiken besser einschätzen zu können Die AIA sollen sicherstellen, dass zum richtigen Zeitpunkt die richtige Menge, Detailtiefe und Qualität an Daten und Informationen bereitgestellt wird, damit Entscheidungen auf Grundlage gesicherter Informationen getroffen und Risiken minimiert werden können. Wie erstellt man AIA, die projektspezifisch, regelkonform, wertschöpfend & marktgerecht sind? AIA für den anstehenden Vergabezeitraum spezifizieren. Nur das bestellen, was benötigt wird und in diesem Zeitraum auch erstellt werden sollte! Übermäßige Generierung und Prozessierung von Daten ist zu vermeiden! Risiken betrachten und identifizieren, welche Informationen zur besseren Bewältigung erforderlich sind Entscheidungen verstehen und identifizieren, welche Informationen zur besseren Entscheidungsfindung erforderlich ist

37 Wie bestellt man Daten damit man bekommt was man braucht?

38 Fazit wohin geht der Weg? - Der Bedarf für Daten verändert sich Menge, Formate, Zeitpunkte - Die Welten von GIS und CAD kommen zusammen. CAD lernt Objekte, GIS lernt 3D.. - Wir alle (müssen) lernen durch BIM Prozesse, Regeln und Standards einzuhalten - Anpassung von Regeln und Standards ist erforderlich - Das Rad muss aber nicht ganz neu erfunden werden - Ihr Fachwissen, ebenso wie das von anderen Ingenieuren und Fachleuten, ist dringend erforderlich und darf nicht von Technologie ersetzt werden aber wir alle sollten die Chancen der Digitalisierung und modernen Technologien nutzen

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Bei Rückfragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung: