Bauinformatik Informationsmanagement

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1 Bauinformatik Informationsmanagement Relationale und objektorientierte Datenstrukturen im Bauwesen 6. Semester 6. Vorlesung Objekt-orientierte Datenstrukturen BIM II Prof. Dr.-Ing. R. J. Scherer Nürnberger Str. 31a 2. OG, Raum 204

2 Zusammenfassung Das IFC-Projektmodell - Objektorientierte Modellierung - Beschreibung einer gemeinsamen Begriffswelt mit - EXPRESS-G - EXPRESS - C++ / JAVA - Informationsaustausch mit dem STEP-Format

3 Übersicht zu EXPRESS, EXPRESS-G und dem STEP Dateiformat Für die Beschreibung einer gemeinsamen Begriffswelt, also die Einteilung in Klassen und die Definition von Attributen und Beziehungen, wird für die IFC die durch die ISO genormte Sprache EXPRESS-G und EXPRESS verwendet. Wird in dieser Begriffswelt ein konkretes Gebäude beschrieben, d.h. von den Klassen werden Objekte mit konkreten Attributbelegungen und Beziehungen zu anderen Objekten erzeugt, so können diese Daten in dem STEP-Dateiformat (STEP physical file, SPF) unter den Planern ausgetauscht werden.

4 Programmintegration, Datenaustausch, Datensicherung AUS 1. Semester Ziel ist es, Programme durch Datenaustausch zusammenzuschließen oder das gleiche Datenmodelle für mehrere Untersuchungen zu verwenden. Es werden nicht nur durch den Anwender Objekte erstellt oder verändert, sondern es werden Objekte auch durch Datenaustausch erstellt. Programm: Abbilden in eine programminterne Klassen-Struktur Das Programm muss alle Klassen und alle Methoden kennen Es werden so viele Objekte instanziiert wie im Datenaustausch-Container enthalten sind. Datenaustausch: a) Datei oder b) Datenbank geg.: Klassen-Struktur alle Informationen der Objekte sind zu repräsentieren Das Datenobjekt sollte methodenneutral darstellbar sein. Sind methodenbedingte Approximationen notwendig, so ist dies explizit in den Klassendefinitionen zu berücksichtigen. Ein Ellipsenobjekt sollte geometrisch als Ellipse abgebildet werden. Wird sie als eine Menge von Kreisbögen approximiert, so muss die Ellipse die Kreisbogenapproximation als Information enthalten und dies explizit als eine Variante für die Geometrie zugelassen sein. (Problem bis AutoCad 13). TU Dresden - Institut für Baumechanik und Bauinformatik - Computeranwendung im BI Bauwesen 1-6 Folie-Nr.: 4

5 IFC-Projektmodell basiertes System Zukunft Bauherr mit IFC Bauingenieur Tragwerksplaner Architekt TGA Planer Facility Manager Projektmanager Bauleitung

6 Anwendung der IFC Von den in den IFC definierten Klassen können konkrete Objekte, die sog. Instanzen einer Klasse, erzeugt werden. D.h. die IFC-Datenbank wird mit Information gefüllt. Dafür werden die Parameter mit Werten belegt und die Beziehungen zu den entsprechenden Instanzen hergestellt. Dies erfolgt mittels eines CAD-Programms (durch das techn. Zeichnen und Konstruieren, model-basiertes Arbeiten) Diese Instanzen können in eine Datei geschrieben und mit anderen Fachplanern ausgetauscht werden. Als Dateiformat wird das STEP-Physical-File Format SPF verwendet.

7 Die IFC Schema / Klassen in EXPRESS-G Veranschaulichung am Beispiel IfcWall: IfcElement IfcProduct LocalPlacement Representations S[0:n] IfcLocalPlacement IfcProductRepresentation IfcBuildingElement HasMaterial IfcOpeningElement IfcMaterialSelect IfcWall IfcColumn IfcWindow IfcBeam

8 ISO ; Das STEP-Dateiformat Anwendung der IFC am Beispiel einer Wand: HEADER; // Interessiert hier nicht! Verwendung einer STEP-Datei nach der ISO-Norm

9 ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! DATA; Das STEP-Dateiformat Anwendung der IFC am Beispiel einer Wand: Hier beginnt die Beschreibung der einzelnen Instanzen

10 Das STEP-Dateiformat Anwendung der IFC am Beispiel einer Wand: ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! DATA; #10 Jede Instanz erhält einen eindeutigen Zeilen-Identifikator

11 Das STEP-Dateiformat Anwendung der IFC am Beispiel einer Wand: ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! DATA; #10=IFCWALL Gefolgt von dem Namen der Klasse zu der diese Instanz gehört

12 Anwendung der IFC am Beispiel einer Wand: ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! DATA; #10=IFCWALL ('WALL.1',#2,$,$,$,#11,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); Global-ID OwnerHistory Label (von IfcRoot) Das STEP-Dateiformat UserDefinedType DocumentReferences (von IfcObject) Über diesen Namen ist die Reihenfolge und Bedeutung der folgenden Parameter bekannt LocalPlacement Representations Classification (von IfcProduct) GenericType LayerInformation (von IfcWall) HasMaterial (von IfcBuildingElement)

13 ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! Das STEP-Dateiformat Anwendung der IFC am Beispiel einer Wand: DATA; Z #10=IFCWALL ('WALL.1',#2,$,$,$,#11,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); #11=IFCLOCALPLACEMENT('LOCALPLACEMENT.W1',#2,$,#200,#12); Die Lage der Wand wird über eine Instanz der Klasse IfcLocalPlacement relativ zu der Lage anderer Bau -Objekte definiert. Y X

14 ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! Das STEP-Dateiformat Anwendung der IFC am Beispiel einer Wand: DATA; Z #10=IFCWALL ('WALL.1',#2,$,$,$,#11,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); #11=IFCLOCALPLACEMENT('LOCALPLACEMENT.W1',#2,$,#200,#12); #12=IFCAXIS2PLACEMENT3D(#13,#210,#211); #13=IFCCARTESIANPOINT((0.0, 0.0, 2.5)); Y Z = 2.5 X

15 ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! Das STEP-Dateiformat Anwendung der IFC am Beispiel einer Wand: DATA; Z #10=IFCWALL ('WALL.1',#2,$,$,$,#11,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); #11=IFCLOCALPLACEMENT('LOCALPLACEMENT.W1',#2,$,#200,#12); #12=IFCAXIS2PLACEMENT3D(#13,#210,#211); #13=IFCCARTESIANPOINT((0.0,0.0,2.5)); #14=IFCPRODUCTSHAPE('PRODUCTSHAPE.W1',#15,'Aussteifungswand'); #15=IFCSHAPEBODY('SHAPEBODY.W1',(#16),$); #16=IFCSHAPEREPRESENTATION((#17),#1008,.BOUNDINGBOX.,$); #17=IFCBOUNDINGBOX(#19,6.00,3.00,0.2); #19=IFCAXIS2PLACEMENT3D(#20,$,$); #20=IFCCARTESIANPOINT((0.00,0.00,0.00)); Y X

16 ISO ; Das STEP-Dateiformat Austausch von 5 Wänden (Tab-Struktur) HEADER; // Interessiert hier nicht! DATA; Y X Z #10=IFCWALL ('WALL.1',#2,$,$,$,#11,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); #20=IFCWALL ('WALL.2',#3,$,$,$,#21,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); #30=IFCWALL ('WALL.3',#4,$,$,$,#31,(#34),$,#364,.SOLIDWALL.,#365); #40=IFCWALL ('WALL.4',#5,$,$,$,#41,(#34),$,#364,.SOLIDWALL.,#365); #50=IFCWALL ('WALL.5',#6,$,$,$,#51,(#54),$,#364,.SOLIDWALL.,#365); END-ISO ;

17 ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! Das STEP-Dateiformat Erweiterung des Beispiels um eine Öffnung: DATA; Z #10=IFCWALL ('WALL.1',#2,$,$,$,#11,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); #20=IFCOPENINGELEMENT('OPEN.1',#3,$,$,$,#21,(#24),$,$); #21=IFCLOCALPLACEMENT('LOCALPLACEMENT.O1',#3,$,#10,#22); #22=IFCAXIS2PLACEMENT3D(#23,#210,#211); #23=IFCCARTESIANPOINT((1.5,0.0,0.0)); Y X END-ISO ;

18 ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! Das STEP-Dateiformat Erweiterung des Beispiels um eine Öffnung: DATA; Assoziation Z #10=IFCWALL ('WALL.1',#2,$,$,$,#11,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); #20=IFCOPENINGELEMENT('OPEN.1',#3,$,$,$,#21,(#24),$,$); #21=IFCLOCALPLACEMENT('LOCALPLACEMENT.O1',#3,$,#10,#22); #22=IFCAXIS2PLACEMENT3D(#23,#210,#211); #23=IFCCARTESIANPOINT((1.5,0.0,0.0)); Y X END-ISO ;

19 ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! DATA; Das STEP-Dateiformat Erweiterung des Beispiels um eine Öffnung: #10=IFCWALL ('WALL.1',#2,$,$,$,#11,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); #20=IFCOPENINGELEMENT('OPEN.1',#3,$,$,$,#21,(#24),$,$); #21=IFCLOCALPLACEMENT('LOCALPLACEMENT.O1',#3,$,#10,#22); #22=IFCAXIS2PLACEMENT3D(#23,#210,#211); #23=IFCCARTESIANPOINT((1.5,0.0,0.0)); Y X Z Assoziation Abstand 1.5

20 ISO ; HEADER; // Interessiert hier nicht! DATA; Das STEP-Dateiformat Erweiterung des Beispiels um eine Öffnung: #10=IFCWALL ('WALL.1',#2,$,$,$,#11,(#14),$,#354,.SOLIDWALL.,#355); #20=IFCOPENINGELEMENT('OPEN.1',#3,$,$,$,#21,(#24),$,$); #21=IFCLOCALPLACEMENT('LOCALPLACEMENT.O1',#3,$,#10,#22); #22=IFCAXIS2PLACEMENT3D(#23,#210,#211); #23=IFCCARTESIANPOINT((1.5,0.0,0.0)); #24=IFCPRODUCTSHAPE('PRODUCTSHAPE.O1',#25, 'Türöffnung'); #25=IFCSHAPEBODY('SHAPEBODY.O1',(#26),$); #26=IFCSHAPEREPRESENTATION((#27),#1008,.BOUNDINGBOX.,$); #27=IFCBOUNDINGBOX(#29,1.01,2.13,0.2); Y X Z Form Assoziation Abstand 1.5

21 Anwendung: Transformation von Systemen Building Model phys. Building elements + Space-System Storeys - Rooms Cladding-System 1. Filtering 2. Configuration 3. Transformation (Mapping) Climatic-Zone-System

22 Anwendung: Verknüpfung Bauwerk-, Ausschreibung-, Meilenstein- Model Figure

23 Anwendung: Verknüpfung Bauwerk-, Ausschreibung-, Zeitplan- Model Figure

24 Anwendung: Verknüpfung Bauwerk-, Ausschreibung-, Balkenplan- Model

25 Anwendung: Erzeugen des Bauablaufmodel: technische, reale Darstellung

26 Anwendung: Verknüpfung Bauablauf-, LV-, Bauforschritt-Balkenplan- Model Figure

27 Zusammenfassung Das IFC-Projektmodell - Objektorientierte Modellierung - Beschreibung einer gemeinsamen Begriffswelt mit - EXPRESS-G - EXPRESS - C++ - Informationsaustausch mit dem STEP-Format