Bauinformatik Baupraxis BIM für das Handwerk

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1 Bauinformatik Baupraxis BIM für das Handwerk Raimar J. Scherer, Jens Bille, Tom Grille & Frank Opitz Tagungsband 5. Fachkonferenz Bauinformatik - Baupraxis 09. Dezember 2014, Dresden

2 Bauinformatik Baupraxis Inhaltsverzeichnis Vorwort... 5 Tagungsbeiträge... 7 Projektvorstellung eworkbau - Ein BIM Schulungskonzept für das Handwerk... 9 Jens Bille M.Ed Wie entsteht ein BIM Modell Dipl.-Ing. Frank Opitz & Prof. Dr.-Ing. Raimar J. Scherer Gezielte Informationsabfrage mit BIMcraft Dipl.-Ing. Mario Gürtler & Prof. Dr.-Ing. Raimar J. Scherer BIM aus der Sicht des Handwerks Dipl.-Ing. Frank Postel BIM für den Elektroinstallateur Rino Pellicciotta BIM für das Gesamtsystem Dipl.-Ing. (FH) Martin Peukert

3 4 Bauinformatik Baupraxis 2014 Informationslinkerstellung und -validierung Dipl.-Ing. Robert Kreil & Prof. Dr.-Ing. Raimar J. Scherer Dynamische BauDaten - verlinkte Inhalte für Bauteile, Bauleistungen und Baukosten in Multimodellen Dr. Gerald Faschingbauer & Dr. habil. Klaus Schiller BIM Server - Von der Vision zur Realität Dipl.-Ing. Carl-Heinz Oberender Projektkommunikation - auf der Basis von Big-Data Methoden Dipl.-Ing. Rüdiger Füllborn Didaktisches Konzept und Kursaufbau der BIM Schulungen Dipl.-Psych. Olaf Peters & Prof. Dr. Hermann Körndle Umsetzung der BIM Schulung Dipl.-Päd. Marina Jüschke Softwarebeschreibungen Mehr als 3D Intelligente BIM-Projektierung mit DDS-CAD Rebekka Bude, Data Design System GmbH, Ascheberg DBD-KostenKalkül - Mengen, Leistungsverzeichnis und Baukosten einfach aus Bildern Dr. Schiller & Partner GmbH Dynamische BauDaten nextbau Mehr Lust auf Kalkulieren und Ausschreiben f:data GmbH, Weimar/Dresden BIMcraft Technische Universität Dresden, Institut für Bauinformatik Projektübersicht & Projektpartner eworkbau

4 Wie entsteht ein BIM Modell 15 Wie entsteht ein BIM Modell Frank Opitz & Raimar Scherer Institut für Bauinformatik, Technische Universität Dresden Kurzfassung: Im Beitrag wird die BIM Methode kurz vorgestellt und der derzeitige Stand erörtert. Die Basisinformationen eines BIM Modells werden definiert und die einzelnen Ebenen des Informationsaufbausystems für BIM dargestellt. Die prinzipielle Entstehung eines BIM Modells wird anhand von sechs Schritten erläutert und der Unterschied zu traditionellen, virtuellen Bauwerksmodellen aufgezeigt. 1 Was ist ein BIM Modell Nach Scherer, Schapke (2015) kann BIM wie folgt definiert werden: BIM ist die ganzheitliche Arbeitsweise mit allen Daten des gesamten Baulebenszyklus in strukturierter, digitaler Form. In dieser Aussage stecken zwei wesentliche Ansprüche. Zum einem sollen alle Daten in digitaler Form und damit in digitalen Modellen vorhanden sein, so dass die Modelle ausgetauscht, modifiziert und zusätzlich durch den Computer, d. h. durch Softwaresysteme geprüft, validiert und mit weiteren Informationen manuell und automatisch angereichert werden können. Zum anderen soll eine ganzheitliche Arbeitsweise möglich sein. Dies bedeutet, dass die digitalen Daten, sprich digitale Modelle, miteinander in Verbindung stehen und die Modelle keine singulären Informationsinseln bilden. Die Modelle müssen einerseits interoperabel sein, d. h. ihre Daten müssen gegenseitig austauschbar

5 16 Wie entsteht ein BIM Modell und vergleichbar sein. Somit müssen gleiche oder gegenseitig überführbare Datenmodelle und Datenformate vorliegen. Andererseits müssen die Modelle und damit die Daten untereinander verlinkt sein, um eineindeutig zu wissen, welche Daten und welche Informationen eine holistische, ganzheitliche Informationseinheit bilden. Erst damit ist sowohl ein anspruchsvolles, effizientes und ganzheitliches Arbeiten mit den Daten und den dazugehörigen Informationen als auch deren Management möglich. 1.1 Basisinformationen in einem BIM Modell Beim herkömmlichen Begriff Gebäudemodell steht das Geometriemodell im Vordergrund. Das BIM Modell dagegen umfasst neben der Geometrie der Bauwerkselemente auch ein Topologie- und ein Semantikmodell (siehe Abbildung 1). Zusätzlich lassen sich noch Kataloginformationen einbetten. Abbildung 1: Basisinformation eines BIM Modells Im Geometriemodell sind die geometrischen Informationen zu den einzelnen Bauwerkselementen und damit auch zum gesamten Bauwerk beschrieben. Das Topologiemodell umfasst mehrere Untermodelle. Im räumlichen Topologiemodell wird das Bauwerk in einzelne Bauwerksstrukturelemente eingeteilt, bspw. in verschiedene Räume. Ein Raum ist wiederum einem höheren Strukturelement zugewiesen, einem Geschoss. Das zeitliche und das finanzielle Modell sind weitere Topologiemodelle. Die einzelnen Partner eines Bauprojekts lassen sich ebenfalls in einem (organisatorischen) Topologiemodell darstellen. Ein weiterer Teil des BIM Modells ist das Semantikmodell. Traditionelle, virtuelle Bauwerksmodelle bestehen nur aus geometrischen Formen, eine Semantik fehlt völlig und lässt sich nur im Nachhinein hinzufügen. Dies ist aber, gerade bei Modifikationen, sehr fehleranfällig. Die einzelnen Elemente eines BIM Modells werden nach dem objektorientierten

6 Wie entsteht ein BIM Modell 17 Vorgehen modelliert. Das bedeutet es können nur vordefinierte Objekte als Bauwerkselemente hinzugefügt werden. Diese besitzen eine vordefinierte Semantik, bestehend aus einem Namen und vorgegebenen Attributen und Attributswerten. Diese Objektsemantik kann vom Nutzer in einem vordefinierten Rahmen modifiziert werden. Das Geometrie-, das Topologie- und das Semantikmodell definieren zusammen die Basisinformationen für ein BIM Modell. Das Modell kann durch Kataloginformationen erweitert werden. Hierzu werden Daten aus Katalogen genutzt um das Semantikmodell mit Informationen anzureichern. Die Attributswerte eines Bauwerkelements werden also von einem vom Nutzer bzw. von einem System ausgewählten, passenden Katalogelement belegt. 1.2 Informationsaufbausystem für BIM Die zehn verschiedenen Ebenen des BIM Informationsaufbausystems sind in Abbildung 2 dargestellt. Die grundlegende Ebene, man könnte sie auch als Eintrittskarte für BIM bezeichnen, ist die Geometrie. Diese Gebäudegeometrie wird durch die Semantik und die Topologie ergänzt. Die ersten drei Ebenen wurden im Abschnitt 1.1 kurz vorgestellt. Ein Modell mit Informationen zu diesen drei Bereichen kann man als BIM Modell bezeichnen. Abbildung 2: Derzeitige Stand in der BIM Entwicklung Die nächsthöhere Ebene ist das Verhalten der Bauwerkselemente. Als solches werden Informationen zu Materialien und Kosten bezeichnet. Um die Interoperabilität der bisher aufgezeigten Informationen sicherzustellen wurde die fünfte Ebene definiert. Diese gewährleistet den Informationsaustausch zwischen verschiedenen Maschinen (Programmen) und Nutzern (Fachplanern). Die siebte Ebene bezieht sich auf die Verlinkung innerhalb des BIM Modells. Ein Beispiel hierzu ist die Verknüpfung von verschiedenen Gewerken untereinander. Das Bauwerkselement Lichtschalter ist einer Wand zugeordnet. Diese Wand ist wiederum verknüpft mit mindestens einem Raum. Die bisher definierten Informationen, gespeichert in einem BIM Modell, bezeichnet man auch als 'little

7 18 Wie entsteht ein BIM Modell bim' (Jernigan 2007). Dies kann man als weitverbreiteten Standard in der derzeitigen BIM-Arbeitsweise im Bauwesen deklarieren. Der Schritt zum 'BIG BIM' ist die Verknüpfung zwischen verschiedenen Modellen aus unterschiedlichen Bereichen des Bauwesens. Diese siebte Ebene ist der derzeitige Stand der Forschung und der Entwicklung von BIM. Das nächste Ziel ist es Informationen anhand bestehenden Wissens zu generieren, d. h. die gespeicherten Daten zu nutzen, um weitere Informationen durch definierte Regeln abzuleiten. Im neunten Schritt des BIM Informationsaufbausystems wird das System auf Vollständigkeit geprüft, dazu werden bestehende, externe Informationsquellen genutzt. In der letzten Ebene wird die Datenintegrität sichergestellt, d. h. ob alle Modellinformationen nach einer Modelltransformation synchron sind. 2 Wie entsteht ein BIM Modell 2.1 Geometrie Häufig ist der erste Schritt bei der Modellierung eines Bauwerks die Eingabe von geometrischen Informationen um die einzelnen Bauwerkselemente zu generieren und so das Architekturmodell zu entwerfen. Wie im Abschnitt 1.1 erwähnt, besitzen diese Informationen keine Semantik und sind somit für computergestützte, weiterführende Prozesse nicht verarbeitbar. Diese Modellierung mit rein geometrischen Informationen genügt der BIM- Vorgehensweise nicht. Ein Beispiel für die semantikfreie Modellierung ist die Brückenplanung mithilfe des IFC-Datenschemas (siehe Abschnitt 2.5). Das IFC-Schema wurde entwickelt um BIM-Informationen unter den Planern auszutauschen. Trotz der umfangreichen Modellierungselemente (knapp 800 IFC-Klassen in der Version 4) existieren spezielle IFC-Bauwerkselemente für Brücken nicht. Ein Brückenbauwerk muss über die IFC-Proxy-Klasse modelliert werden. Diese Entität kann man als semantiklose IFC Klasse bezeichnen, da sie allgemeingültig definiert und für den Computer nicht interpretierbar ist. 2.2 Semantik Mittels Semantikinformationen werden einzelnen, virtuellen Objekten Bedeutungsinhalte hinzugefügt. Die Darstellung der Semantik erfolgt über eine exakt definierte Syntax. Im Bauwesen bedeutet dies das alle Bauwerkselemente Instanzen von vordefinierten Klassen sind und so eine freie Modellierung nicht mehr möglich ist. Die Modellierung einer Wand erfolgt daher über die Klasse 'Wand'. Diese Klasse besitzt vordefinierte Attribute die sich als Stammdaten zusammenfassen lassen. Diese Attribute können zudem mit vorbelegten Attributwerten ausgestattet sein. Eine solche Elementvorlage wird als Klassentyp bezeichnet (siehe Abbildung 3).

8 Wie entsteht ein BIM Modell 19 Die Eingabe der Semantik durch den Nutzer erfolgt i. d. R. zusammen mit der Geometrieeingabe in einem CAD-Programm. Die nachträgliche Modifizierung des modellierten Elements ist nur bedingt möglich. So kann der Klassentyp frei gewählt, die Klasse an sich aber nur stark eingeschränkt geändert werden. Abbildung 3: Semantikeingabe 2.3 Verhalten Die Instanz einer Modellierungselement-Klasse lässt sich neben der Auswahl und Modifikation der Attribute des Klassentyps noch mit weiteren Informationen anreichern

9 20 Wie entsteht ein BIM Modell Abbildung 4: Eingabe von Verhaltensinformationen - z. B. der Tragfähigkeit in Form von Bewehrungsinformationen Durch Hinzufügen weiterer Attribute und das Belegen mit Werten werden weitere BIM Informationen zum Verhalten der Bauwerkselemente eingegeben (siehe Abbildung 4). Beispiele hierfür sind Materialeigenschaften des thermischen oder tragenden Verhaltens. Dies können aber auch domänefremde Informationen wie die Kosteneigenschaften sein. 2.4 Topologie Der Begriff Topologie definiert hier die räumlichen Beziehungen der Bauwerkselemente untereinander. Dies bedeutet z. B. dass alle Bauwerkselemente Räumen zugeordnet sind. Diese Zuweisung ist im Hinblick auf die organisierte Verwaltung wichtig. Ein Raum wird definiert durch seine Begrenzungen in allen drei Dimensionen, d. h. durch die umschließenden Wände und Decken (siehe Abbildung 5). Das Objekt Raum ist auch die Verknüpfung zum Raumbuch. Das kleinste Topologieelement, Raum, ist dem höheren Element, Stockwerk, zugeordnet. Die Menge aller Räume eines Stockwerks bilden daher das Geschoss. Die Menge aller Stockwerke bilden wiederum das Gebäude.

10 Wie entsteht ein BIM Modell 21 Abbildung 5: Topologieinformationen - Einem Raum zugehörige Wände 2.5 Interoperabilität Problematisch in Hinblick auf den Informationsaustausch sind die proprietären, nicht standardisierten Datenschemata der CAD-Programm-Hersteller. D. h. die implementierte Semantik ist untereinander nicht kompatibel und müsste bei jedem Datenaustausch transformiert werden. Daher wurde ein standardisiertes, offenes Datenschema entwickelt, das IFC-Schema. Industry Foundation Classes (IFC) ist ein objekt-orientiertes Datenschema für das Bauwesen, d. h. einzelne Bauteile werden als Objekte definiert, und wurde von der International Organization for Standardization unter ISO registriert (ISO, 2013). Es schließt alle üblichen Elemente die in einem Bauwerk auftreten können ein, sowohl physische als auch abstrakte (z. B. Dienstleistungen). Ein Schema ist eine Menge von Entitäten (oder Klassen), Attributen und Beziehungen zwischen Entitäten. Es definiert die Strukturen und Vorlagen mit denen diese Entitäten und Beziehungen formal beschrieben werden (Liebich 2009). Das IFC-Schema ist als offener Standard konzipiert, mit dem Ziel, eine durchgängige Datenkommunikation zu verwirklichen. Damit wird z. B. die Wahl der Software zur Verarbeitung der erstellten IFC-Datei vereinfacht, da das Modell nicht auf ein Produkt oder einen Hersteller beschränkt ist. Den Projektmitgliedern ist somit freigestellt, welche Software sie zur Bearbeitung der Datei verwenden, solange diese den IFC-Standard unterstützen. Alternativ kann das Bauwerk auch in einem XML-Dokument gespeichert werden. Dazu wurde die IFC Spezifikation von buildingsmart International als XML Schema Dokument (.xsd) veröffentlicht (buildingsmart 2013). Um einen korrekten Import/Export zu gewährleisten, muss die jeweilige Software die Exchange-Anforderungen der Entwickler des IFC-Schemas erfüllen. Ergänzend dazu wurde von buildingsmart eine Zertifizierungsverfahren eingeführt. Im Internet veröffentlicht die Organisation eine Tabelle, die die zertifizierte Software auflistet (buildingsmart 2013).

11 22 Wie entsteht ein BIM Modell 2.6 Verlinkungen in einem BIM Modell Wie in Abschnitt 1.2 schon kurz beschrieben existieren innerhalb eines BIM Modells Verknüpfungen zwischen unterschiedlichen Arten von Bauteilelementen. Dies können bspw. Bauteile aus unterschiedlichen Gewerken sein oder Beziehungen zwischen Bauteilen und Topologieelementen. Mithilfe dieser Relationen können Verknüpfungen abgeleitet werden die im BIM Modell nur transitiv existieren ohne diese Relationen explizit im Modell abzuspeichern. Ein Beispiel hierfür ist die Zuordnung einer Tür zu einem Geschoss. Diese Relation existiert indirekt über die Verknüpfung der Tür mit dem Topologieelement Raum, das wiederum mit dem Topologieelement Geschoss verknüpft ist. Man kann auch von einem Gebäudemultimodell sprechen, da dieses Bauwerksmodell schon verschiedene Fachmodelle vereint und miteinander verknüpft. Ein separates Linkmodell existiert nicht (vgl. Multimodell-Ansatz (Fuchs 2011)), es werden stattdessen vorhandene, definierte Beziehungen zwischen den Klassen des IFC-Schemas verwendet. Referenzen Jernigan F. (2007): BIG BIM little Bim: The Practical Approach to Building Information Modeling Integrated Practice done the right Way!, USA, ISBN Liebich T. (2009): IFC2x Edition 3 Model Implementation Guide, Internet, letzter Zugriff: buildingsmart International Ltd. (2013): IFC Overview, Internet, letzter Zugriff: buildingsmart International Ltd. (2014): IFC2x3 CV V2.0 Certification, Internet, letzter Zugriff: buildingsmart International Ltd. (2014): IFC2x3 CV V2.0 Certification, Internet, letzter Zugriff: ISO - International Organization for Standardization (2013): ISO 16739:2013, Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries, Internet, letzter Zugriff: Fuchs S., Kadolsky M. & Scherer R. J. (2011): Formal Description of a Generic Multi-Model, Enabling Technologies: Infrastructure for Collaborative Enterprises (WETICE), In: 20th IEEE International Workshops, Frankreich. Scherer R. J., Schapke S.-E. (2015): Informationssysteme im Bauwesen 1 - Modelle, Methoden und Prozesse, Deutschland, Springer Vieweg, ISBN

12 BIM aus der Sicht des Handwerks 35 BIM aus der Sicht des Handwerks Frank Postel Institut für Umweltschutz, Handwerkskammer Münster Kurzfassung: Der folgende Beitrag beleuchtet den aktuellen Stand bei der Verbreitung von BIM im Handwerk. Es wird die Frage beantwortet ob BIM und Handwerk überhaupt zusammenpassen. Am Beispiel der Stücklistenerstellung wird die derzeit in zahlreichen Betrieben noch weit verbreitete Arbeitsweise aufgezeigt. Im Anschluss an die vergleichende Betrachtung werden die Erwartungen der Handwerker an BIM beleuchtet. Mit einem Blick auf die Befürchtungen bei der Einführung von BIM und einem Fazit schließt der Beitrag. 1 Einleitung Auf der Planungsseite werden in zunehmendem Maß die Vorteile von BIM erkannt und umgesetzt. Bauen erfordert neben einer sorgfältigen Planung aber auch die Umsetzung durch qualifizierte Handwerker. Wie können diese in den BIM-Prozess eingebunden werden? Da alle am Bau Beteiligten immer an demselben Modell arbeiten, können und müssen Änderungen auch immer an diesem Modell erfolgen. So ist gewährleistet, dass die Daten immer aktuell und konsistent sind. Aber an welchen Schnittstellen ist die Einbindung notwendig und sinnvoll, wo kann die BIM Methode den Handwerker unterstützen? Ein Vorteil von BIM besteht in der umfassenden Datenbasis. Da den Bauteilen nahezu beliebig viele Eigenschaften und Informationen zugeordnet werden können,

13 36 BIM aus der Sicht des Handwerks sind diese Daten z. B. für Stücklistenerstellung oder Angebotskalkulation nutzbar. Termin- und Kostenmodelle sind unverzichtbare Ergänzungen und können in Handwerksbetrieben sinnvoll eingesetzt werden. 2 BIM und die Verbreitung im Handwerk Der Begriff BIM ist selbst unter Planern im Bauwesen noch vielfach unbekannt. Selbst wer den Begriff BIM bereits gehört oder gelesen hat, kann oft nichts damit anfangen oder setzt BIM mit einem 3D-CAD-Programm gleich. Vor diesem Hintergrund wird klar, dass BIM unter Handwerkern -so unser Eindruckso gut wie unbekannt ist. Anfang des Jahres wurde ein Vortrag zum Thema BIM an der HWK-Münster angeboten. Im Plenum saßen neben Planern auch Handwerker aus dem Metall- und Rohbau- und Heizungsbereich. Keiner der Anwesenden hatte bis dato etwas von BIM gehört und konnte etwas mit dem Begriff anfangen. Wenn man diesen Sachstand extrapoliert, kann man davon ausgehen, dass BIM im Handwerk noch nicht angekommen zu sein scheint. 3 BIM und Handwerk - funktioniert das? Hinter dieser Frage steckt die Befürchtung, dass das Bauen zunehmend digitalisiert wird und das eigentliche Handwerk auf der Strecke bleiben könnte. Da BIM, wie erwähnt, häufig mit einem CAD-Programm oder der einer 3D-Gebäudeplanung gleichgesetzt wird, fürchten die Handwerksbetriebe, dass sie eine Software kaufen und erlernen müssten, um mit BIM zu arbeiten. Wie gleich noch gezeigt wird, ist BIM hervorragend geeignet die Arbeit der Handwerksbetriebe zu unterstützen. Natürlich wird BIM nicht die rein manuelle handwerkliche Tätigkeit ersetzen, aber BIM soll sämtliche vorgeschalteten Tätigkeiten, die zur Ausübung der handwerklichen Tätigkeiten nötig sind vereinfachen oder unterstützen. BIM kann bei der Erstellung von Material- und Stücklisten, Angebotserstellung, Arbeitsvorbereitung, Qualitätskontrolle etc. eingesetzt werden. BIM und Handwerk schließen sich nicht aus.

14 BIM aus der Sicht des Handwerks 37 4 BIM und Stücklistenerstellung Die Material- und Stücklistenerstellung ist im Handwerk eine essentielle Tätigkeit. Sei es für die Angebotserstellung und/oder Materialdisposition für die Baustelle oder Werkstatt. Digitale Methoden könnten den Handwerker an dieser Stelle entlasten, Zeit sparen und Fehler vermeiden helfen. Die Realität in den Handwerksbetrieben ist häufig etwas ernüchternd. Betrachten wir eine typische Schlosserei. Der Handwerksbetrieb hat -inkl. Betriebsinhaber- in der Regel zwischen 5 und 10 Beschäftigte. Einen CAD-Arbeitsplatz und/oder eine CNC-gesteuerten Brenntisch sucht man hier vergebens. Die Auftragsbearbeitung für einen Balkon könnte man in etwa so nachzeichnen: Aus einer Konstruktionszeichnung (sofern vorhanden) würden Konstruktionselemente wie Profile, Fahnenbleche, Kopf- und Fußplatten von Hand aus dem Plan "gezogen" um daraus Stücklisten und Schneideskizzen zu generieren. Abbildung 1 und 2: Ausschnitte aus einem Konstruktionsplan für einen Stahlbalkon

15 38 BIM aus der Sicht des Handwerks Die vermaßten Skizzen dienen dann als Grundlage für die weitere Fertigung So: oder "moderner" so: Abbildung 3: Handskizze mit vermaßten Anschlussbauteilen Abbildung 4: Parametrisierte Skizzen in EXCEL (halbautomatische Massenermittlung) Es ist evident, dass dieses Verfahren zeitraubend ist. Ablese- und Übertragungsfehler sind hier vorprogrammiert. Es wäre daher zu wünschen, dass gerade diese Informationen im BIM-Modell hinterlegt würden, sodass sie mit entsprechenden Tools aus der Datenmenge

16 BIM aus der Sicht des Handwerks 39 extrahiert werden können. Dies wäre eine große Arbeitserleichterung bei gleichzeitiger Minderung der Fehlerquote. 5 BIM und die Erwartungshaltung der Handwerker Viele v. a. jüngere Handwerker können sich für Technik begeistern und sind neuen Errungenschaften gegenüber sehr aufgeschlossen. Die Diskussionen nach den BIM-Vorträgen und den damit einhergehenden Möglichkeiten münden immer in der Frage nach dem Nutzen für die Handwerker. Häufig reagieren die Zuhörer mit Anregungen oder Wünschen auf die Möglichkeiten von BIM. Oft muss man allerdings die Euphorie bremsen, weil das, was da gewünscht wird technisch (noch?) nicht umsetzbar ist. Am BIM-Modell eines Mehrfamilienhauses soll das verdeutlicht werden: Abbildung 5: Mehrfamilienhaus (View eines Ifc-Modells, Solibri) Die Schnittfahrt durch ein Gebäude in Echtzeit versetzt alle in Staunen. Zum Staunen gesellt sich auch sofort eine Erwartung: Wenn schon die Möglichkeit existiert universelle Schnitte zu generieren, dann sollen diese "Bitteschön" auch sofort vermaßt werden.

17 40 BIM aus der Sicht des Handwerks Da zeigt sich dann die pragmatische Sicht des Handwerkers, der sich weniger an der Funktionalität der interaktiven Schnittführung freut, sondern sofort einen Nutzen daraus ableiten möchte. Abbildung 6: Schnitt durch das Mehrfamilienhaus Die o. g. Sichtweise der Handwerker gilt im Übrigen auch für die Möglichkeit der selektiven Darstellung von Objekten. Im Beispielszenario soll ein Rohbauer die Wände im Erdgeschoss setzen und Massen und Preise für ein Angebot ermitteln. In dem vorgeführten Beispiel wurden daraufhin nur die Wände eingeblendet. Für die Teilnehmer, angehende Maurermeister, wurden die Vorteile sofort ersichtlich. Ein Blick auf die 3D-Sicht des Erdgeschoss genügte und die Struktur des Gebäudes, sowie die Lage der wichtigsten Bauelemente war in kürzester Zeit für jeden erkennbar, ohne sich lange in Pläne einlesen zu müssen. Die Tatsache, dass so wichtige Daten, wie Massen, Materialgüten und ggf. Preise im BIM-Modell hinterlegt sind (sein können) und sozusagen "ohne größeren" Aufwand abrufbar sind hat großes Staunen ausgelöst. Die Möglichkeit die Objekte auch mit einem Kalender verknüpfen zu können hat letzte Bedenken hinsichtlich der BIM-Methode zerstreut. Die Frage wann der "nächste" BIM-Lehrgang stattfindet war demzufolge nur logisch.

18 BIM aus der Sicht des Handwerks 41 Abbildung 7: MFH Erdgeschoss nur Wände und Träger 6 BIM und die Furcht vor Ausgrenzung In England wird BIM ab 2016 bei öffentlichen Bauvorhaben verpflichtend. Und im restlichen europäischen Ausland ist BIM bereits seit längerem obligatorisch. Es scheint sich darüber hinaus eine EU-weite, verbindliche BIM-Nutzung bei öffentlichen Bauvorhaben anzubahnen. Vor diesem Hintergrund haben Handwerksbetriebe bereits die Befürchtung geäußert, dass v. a. kleinere Betriebe vielleicht ausgegrenzt werden könnten. Es herrscht die Sorge, dass möglicherweise weder die personelle noch die apparative Ausstattung ausreichen könnte, um an BIM "teilzunehmen". Begründet wird dies häufig mit der diffusen Vorstellung, dass BIM eine Art Zeichenprogramm ist, welches man kaufen und erlernen muss. Andere argumentieren damit, dass man BIM als solches erlernen oder sich gar zertifizieren lassen müsse.

19 42 BIM aus der Sicht des Handwerks 7 Fazit Sowenig wie BIM in den Köpfen der Planer angekommen ist, sowenig ist BIM bei den Handwerksbetrieben angekommen. Im Kammerbezirk Münster wurde das Thema BIM daher auf mehreren Veranstaltungen angesprochen oder als Vortrag vermittelt. Der Tenor der Meinungen ging auseinander. Während die älteren Handwerker, meist Firmeninhaber oft skeptisch auf die BIM Methode reagieren, sehen die Jüngeren doch eher die Chancen und Vorteile. Einig sind sich jedoch Alle darin, dass der demografische Wandel und der Nachwuchsmangel dem Handwerk in Zukunft erheblich Probleme bereiten könnten. Wenn die BIM-Methode dabei hilft, diese Herausforderung zu meistern, werden sich wohl auch die Skeptiker nicht gegen BIM sperren. Die Frage der jüngeren Handwerker nach einem BIM-Lehrgang macht darüber hinaus Mut für die Zukunft. Referenzen Postel F. (2013): BIM, eworkbau, 2. Statusbericht, Vortrag Beiratssitzung HKW-Münster, Postel F. (2014a): BIM, Voraussetzung für Aufträge im Bauwesen? Vortrag, Akademie Bau, Postel F. (2014b): BIM, Hype oder Paradigmenwechsel?, Vortrag 2. Münsteraner Bautage, Postel F. (2014c): BIM, eworkbau, 3. Statusbericht, Vortrag Beiratssitzung HKW-Münster,

20 Dynamische BauDaten 77 BIM Server - Von der Vision zur Realität Carl-Heinz Oberender Head of Productmanagement WEB, Cloud & BIM, Nemetschek Allplan GmbH, München Kurzfassung: Der Einsatz von Building Information Modeling (BIM) bei Bauprojekten nimmt ständig zu. BIM beschränkt sich nicht nur auf die Erzeugung von 3D Modellen. Vielmehr steht BIM für die fachbereichsübergreifende Verwaltung der Projektdaten für alle Beteiligten. Mit anderen Worten, BIM ermöglicht das Speichern und Vernetzen der Gebäudeinformationen, so dass alle Projektbeteiligten darauf zugreifen können. Dies wiederum verbessert die Zusammenarbeit aller Beteiligten und erlaubt es ihnen, ihre Arbeit in Hinblick auf das gemeinsame Ziel besser zu koordinieren. Dadurch können kostspielige und zeitaufwendige Fehler im Bauprozess vermieden werden. bim+ von Nemetschek Allplan bietet uns alles was wir brauchen um diese Herausforderungen zu meistern und eine offene Plattform zu schaffen, die als zentraler BIM-Server in Bauprojekten eingesetzt werden kann. 1 Einführung Der Einsatz von Building Information Modeling (BIM) bei Bauprojekten nimmt ständig zu. BIM wird zwar nicht in allen Ländern im gleichen Maße eingesetzt, doch generell steigt die Akzeptanz von BIM. In Europa, speziell in den skandinavischen Ländern, Großbritannien und den Niederlanden, basieren bereits viele Projekte auf BIM. Aber auch in den anderen europäischen Ländern ist BIM zunehmend in aller Munde und erste Projekte wurden bereits mit BIM durchgeführt. BIM beschränkt sich nicht nur auf die Erzeugung von 3D Modellen. Vielmehr steht BIM für die

21 78 Bauinformatik Baupraxis 2014 fachbereichsübergreifende Verwaltung der Projektdaten für alle Beteiligten. Mit anderen Worten, BIM ermöglicht das Speichern und Vernetzen der Gebäudeinformationen, so dass alle Projektbeteiligte darauf zugreifen können. Dies wiederum verbessert die Zusammenarbeit aller Beteiligten und erlaubt es ihnen, ihre Arbeit in Hinblick auf das gemeinsame Ziel besser zu koordinieren. Dadurch können kostspielige und zeitaufwendige Fehler im Bauprozess vermieden werden. Abbildung 1: Übersicht bim+ Genauso wenig geht es bei BIM um ein großes, alle Informationen in sich vereinendes Modell, sondern um mehrere, miteinander verbundene Modelle, die alle aus verschiedenen Fachbereichen stammen und intelligente Daten des jeweiligen Bereichs enthalten. Eine große Herausforderung besteht darin, diese unterschiedlichen, jedoch miteinander verbundenen Modelle mit den passenden Rechten und Rollen zu verwalten, so dass alle Beteiligten darauf zugreifen können. Eine weitere Herausforderung ist die leichte Bedienbarkeit und die Verfügbarkeit von offenen Schnittstellen zu den unterschiedlichsten, im Bauwesen eingesetzten Softwareprogrammen: kein geschlossenes BIM, sondern ein offenes BIM! bim+ bietet uns alles, was wir brauchen um diese Herausforderungen zu meistern und eine offene Plattform zu schaffen, die als zentraler BIM-Server in Bauprojekten eingesetzt werden kann. Dabei werden alle Gebäudedaten und Modelle gespeichert und vernetzt und entsprechende Apps zur Verfügung gestellt. Diese Apps visualisieren, laden und kommentieren die für die jeweilige Aufgabe benötigten Informationen. Im vorliegenden Dokument wird bim+ näher erklärt. In einem laufenden Projekt nähern wir uns schrittweise unserem endgültigen Ziel, welches hier erläutert wird. Nicht nur die technischen Aspekte, sondern auch das

22 Dynamische BauDaten 79 zugrunde liegende Geschäftsmodell, ebenfalls eine neue Herausforderung in unserem Markt, wird beschrieben. 2 BIM+: Eine offene Plattform als Mittelpunkt der Baubranche bim+ ist eine offene Plattform und stellt einen Marktplatz für die Bauindustrie dar. bim+ vernetzt Gebäudeinformationen, Modelle und alle am Bauprozess Beteiligten. Mit Hilfe von bim+ können alle Gebäudeinformationen visualisiert und genutzt werden. Dafür gibt es visuelle Apps, die leicht zu bedienen sind und auf professionellen Arbeitsplatzrechnern sowie auf allen gängigen, mobilen Geräten laufen. bim+ beruht auf der Philosophie, dass durch Vereinfachung und Visualisierung bessere gemeinschaftliche Entscheidungen und ein schnellerer Bauprozess erreicht werden können. bim+ steht als cloud-basierter Pay-Per-Use Dienst zur Speicherung und Nutzung von Bauprojektdaten im OpenBIM Format zur Verfügung. Im bim+ AppStore gibt es alle relevanten AEC Apps und Enterprise Tools. Bauprozesse haben sich in den letzten Jahren entscheidend verändert. Heutzutage sind viele verschiedene Fachleute in den Bauprozess eingebunden, wie zum Beispiel, Finanzplaner, Gebäudetechniker, Energieberater, Städtebauer, Innenarchitekten, Landschaftsarchitekten, Handwerker, Lieferanten usw. Selbst fachfremde Personen, wie Grundstückseigentümer, sind am Bauprozess beteiligt und haben bei Entscheidungen ein Mitspracherecht. Die unterschiedlichsten Softwareprogramme und Tools spielen im Bauprozess eine wichtige Rolle. All dies stellt neue Anforderungen an den Bauprozess. Es gilt, neue Infrastrukturen für Dienste zur Verfügung zu stellen, die all diese Fachleute und alle anderen Beteiligte vernetzen und somit eine effektive Zusammenarbeit ermöglichen. Die entscheidenden Faktoren sind die einfache Bedienung und die Visualisierung aller Informationen. Dies führt zu schnelleren und fehlerfreien Entscheidungen. Anwender entscheiden am liebsten selbst, welche visuellen Apps und Geräte - vor allem mobile Geräte - sie nutzen möchten, um sich in ihrer täglichen Arbeit am Bauprozess zu beteiligen. Dies zu realisieren ist die wichtigste Aufgabe von bim+. bim+ verkettet die jeweiligen BIM-Modelle für die Geometrie, alphanumerischen Daten, Finanzierung, Energieplanung, Terminierung usw. zu einem einzigen Gesamtmodell. Dieses Gesamtmodell steht den Anwendern zur Kontrolle des Bauprojekts zur Verfügung. Darüber hinaus können sie es mit Hilfe von diversen Apps aus dem bim+ AppStore bedienen, wie zum Beispiel dem 'Problem Spotter' oder dem 'bim+ Explorer'.

23 80 Bauinformatik Baupraxis 2014 Abbildung 2: Bestandteile von bim+ 3 Was verbirgt sich hinter BIM+? bim+ ist eine skalierbare Plattform, die aus zwei Haupteinheiten besteht: bim+ Server und bim+ AppStore. Innerhalb von bim+ werden alle relevanten Projektinformationen, einschließlich aller BIM-Modelle des Gebäudes (für die Architektur, Ingenierbaudaten, Finanzierung, Terminierung usw.) auf dem BIM- Server bzw. in der BIM-Datenbank abgelegt. Die geometrischen Modelle können über das intelligente IFC Format oder SketchUP Format hochgeladen werden. Es werden auch einige systemeigene Schnittstellen unterstützt, wie zum Beispiel die Schnittstelle zu Allplan. bim+ Services ist eine offene und erweiterbare API zur Verknüpfung von externen Apps, Content und Diensten. Anwender können die Gebäudeinformationen als verknüpftes Gesamtmodell abrufen. Dieses Gesamtmodell ist vergleichbar mit Google Earth. Diese Software liefert Informationen über Wetter, Verkehr und Gelände, wobei diese Informationen die zugrunde liegenden Geodaten überlagern. Da sich der bim+ Server in der Cloud befindet, kann jederzeit und von überall auf die Gebäudedaten zugegriffen werden. Sämtliche Informationen und Prozesse des bim+ Servers sind kompatibel mit dem OpenBIM Format. Durch die Vergabe und Verwaltung von passenden Rechten und Rollen kann die Sicherheit der Daten gewährt werden. Zudem kann sichergestellt werden, dass nur Berechtigte die Informationen sehen oder bearbeiten können.

24 Dynamische BauDaten 81 4 BIM+ Appstore Der bim+ AppStore liefert alle verfügbaren Apps und Enterprise Tools an einer zentralen Stelle. Alle Beteiligten können darauf zugreifen, was ihre tägliche Arbeit noch schneller und besser macht. Apps sind einfache Anwendungen, die die Arbeit mit dem Gesamtmodell ermöglichen. Dabei erfüllt jede App genau eine Aufgabe. Der bim+ AppStore beinhaltet Apps für gängige Plattformen wie ios, Android und Windows. Jedem Independent Software Vendor (ISV) steht es frei Apps im bim+ AppStore zu verkaufen. Dies erfolgt nach dem Prinzip des "Revenue Sharing" vergleichbar mit ios Apps bei Apple. Dadurch wird eine breite Verfügbarkeit von praktischen AEC Apps für bim+ Anwender sichergestellt. Zunächst bietet der bim+ AppStore die grundlegenden Apps Viewer, Explorer, Problem Spotter usw. Darüber hinaus gibt es ein SDK mit einigen Grundfunktionen, das die ISVs für die Entwicklung ihrer Apps nutzen können. Unternehmen können eigene Anwendungen erstellen oder vorhandene Anwendungen über die offene Schnittstelle von bim+ anbinden. Diese Schnittstelle ist öffentlich zugänglich und gut dokumentiert. Zusätzliche Beispiele erleichtern es den Unternehmen Anwendungen mit bim+ zu verknüpfen. Dies ist eine wahre Innovation. bim+ ist die erste wirklich offene Plattform, die eine Zusammenarbeit aller Apps, Softwareanbieter und Unternehmen zugunsten des Bauprojekts ermöglicht. 5 BIM+ ist in der Cloud bim+ ist ein cloudbasierter Dienst, der sich die neuesten Technologien des Internets zu Nutze macht. Alle gespeicherten Bauprojekte befinden sich in der Cloud. Daher können Anwender überall und jederzeit darauf zugreifen. bim+ ist ein "Pay-Per-Use" gestalteter Abo-Service. Alternativ dazu kann bim+ auch für größere Projekte und Unternehmen als "Private Cloud" installiert werden. 6 Die Zukunft des Bauprozesses bim+ verändert alles. bim+ bietet eine hochmoderne Lösungsplattform, die alle Anforderungen der Bauindustrie erfüllt, heute sowie in Zukunft. Mit bim+ sind Anwender in der Lage ihr Bauprojekt schneller in einer wirklich offenen Umgebung zu realisieren. Dazu stehen ihnen innovative, auf diversen Geräten laufende Apps mit leicht zu bedienenden, visuellen und intuitiven Benutzerschnittstellen zur Verfügung, die es ihnen ermöglichen bei ihrer Zusammenarbeit mit allen am Bauprozess Beteiligten - einschließlich der Eigentümer - schneller die besseren Entscheidungen zu treffen. Anstatt mit einzelnen Gebäudemodellen für die Architektur, Ingenieurbaudaten, Finanzierung usw. zu arbeiten, ermöglicht bim+ die Integration der Gebäudemodelle in ein Gesamtmodell, das eine holistische Darstellung des Gebäudes liefert.

25 82 Bauinformatik Baupraxis Geschäftsmodell Wie funktioniert das Prinzip "Pay-Per-Use"? Für jedes Benutzerkonto gibt es ein Dashboard auf Der Verantwortliche eines Kontos kann ein Team bilden, indem er Einladungen verschickt. Um einem Team beizutreten, müssen die eingeladenen Personen die Einladung annehmen. Der Verantwortliche eines Kontos kann den Teammitgliedern Rechte und Rollen zuweisen und ihnen den Zugriff auf ein bestimmtes Projekt und Modell gewähren. Modelle verschiedener Fachbereiche können von berechtigten Personen über das Portal hochgeladen werden. Der Import von Modellen basiert auf dem IFC Standard und auf SketchUp. Dies ermöglicht eine team-, unternehmens- und projektübergreifende Zusammenarbeit. Dieses Geschäftsmodell ist einzigartig in unserem Markt. Man bezahlt nur für die Nutzung der Plattform. Der Verantwortliche eines Kontos bezahlt für jedes Teammitglied monatlich einen festen Betrag. Die Teamgröße kann jeden Monat angepasst werden. Neue Mitglieder können in das Team aufgenommen werden. Genauso können Mitglieder die nicht mehr an einem Projekt arbeiten aus dem Team genommen werden. So kann die Teamgröße genau auf die Bedürfnisse eines Projekts zugeschnitten werden. Es können beliebig viele Projekte aufgenommen werden. Die grundlegenden Apps, die den Zugriff auf die Hauptfunktionalität der Plattform ermöglichen, wie zum Beispiel der Viewer, sind mit eingeschlossen. Für spezielle Apps kann eine Gebühr erhoben werden. Kunden oder Dritte können die verfügbare API kostenlos verwenden. Mit dieser API können eigene Anwendungen mit der bim+ Plattform verbunden werden. Genauso können ISVs ihre entwickelten Apps über die API mit der bim+ Plattform verknüpfen. Diese Apps können im bim+appstore erworben werden. Basierend auf der bim+ Plattform kann ein ganzes Ökosystem mit den unterschiedlichsten Anwendungen aufgebaut werden. 8 Ein typischer Ablauf eines Bauprojektes mit BIM+ Hier ein einfaches Beispiel zur Verdeutlichung wie das Ganze in der Praxis ablaufen wird. Ein Projektteam bestehend aus Mitarbeitern von verschiedenen Unternehmen arbeitet zusammen an einem Projekt namens Noname. Da so viele Unternehmen an diesem Projekt beteiligt sind, entscheiden sie sich für bim+, da sich so alle Mitglieder über das Internet anmelden können. So wird das Projekt in bim+ aufgesetzt und die Mitglieder aus den verschiedenen Unternehmen werden dazu eingeladen. Zuerst wird das in Allplan erstellte Architekturmodell vom Architekten hochgeladen. Nun kann jedes Teammitglied das Modell betrachten, die Abmessungen überprüfen und die Eigenschaften studieren. Dies kann mit unserer Web- oder IOS-Anwendung geschehen. Da der Architekt natürlich seine Arbeit noch nicht abgeschlossen hat, aktualisiert er sein Modell ständig. Das Team wird über mögliche Änderungen automatisch informiert. Als nächstes fügt der Ingenieur

26 Dynamische BauDaten 83 das auf dem Architekturmodell basierende Statikmodell hinzu, nachdem er mit Hilfe von Scia Engineer die statischen Berechnungen für die Bemessung durchgeführt hat. Genauso erzeugt der MEP-Ingenieur mit Hilfe von DDS-CAD sein MEP-Modell, welches er ebenfalls auf bim+ hochlädt. Nun sind alle erzeugten Modelle einzeln in der bim+ Datenbank gespeichert. Sowohl der Architekt wie auch der Statiker und der MEP-Ingenieur können das Gesamtmodell visualisieren. Dabei können sie bestimmte problematische Stellen (zum Beispiel Kollisionen) markieren und jeder dieser problematischen Stellen eine verantwortliche Person, einen Stichtag usw. zuordnen. Das Team und alle anderen Beteiligten werden automatisch darüber informiert. Die verantwortlichen Personen können mit Hilfe von speziellen Apps diese Stellen visualisieren und dann die nötigen Schritte in die Wege leiten. Auch der Status des Modells und nötige Revisionen können so verfolgt und visualisiert werden. 9 Fazit bim+ ist ein völlig neuer Ansatz zur Abwicklung von auf BIM basierenden Bauprojekten. bim+ ist unverzichtbar, wenn es darum geht, alle am Bauprozess Beteiligten mit allen Information und BIM-Modellen zu vernetzen. bim+ ermöglicht es jedem Anwender überall und jederzeit das Projekt zu betrachten und es mit Hilfe von fachspezifischen oder mobilen Geräten in die tägliche Arbeit zu integrieren. Dabei können die verwendeten Geräte dank einfach zu bedienenden, optisch genauen Apps frei gewählt werden - das Ergebnis ist ein schnellerer und effektiverer Bauprozess! bim+ hilft allen Beteiligten die Kommunikation und Zusammenarbeit zu verbessern sowie unnötige Kosten zu reduzieren.