| FGSV-Nr. | FGSV 002/132 |
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| Ort | Hamburg |
| Datum | 11.05.2022 |
| Titel | Fachgruppe „BIM-Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. - Vorstandardisierung und Veröffentlichung „BIM-Klassen der Verkehrswege“ |
| Autoren | Dipl.-Ing. Uwe Hüttner |
| Kategorien | OKSTRA |
| Einleitung |
Um die Einführung der BIM-Methode im Bereich der Infrastrukturplanung voranzubringen und allgemeingültige Standards für die Arbeit mit BIM zu definieren, wurde die Fachgruppe „BIM-Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. gegründet. Ziel ist es, insbesondere auf die speziellen Anforderungen, die sich bei Anwendung der BIM-Methode im Infrastrukturbau ergeben, einzugehen, wie die Berücksichtigung eines geodätischen Bezugssystems oder die korrekte Ermittlung von Trassierungselementen für die Modellierung. Im Mai 2020 erfolgte die erste Veröffentlichung der Fachgruppe BIM-Verkehrswege mit den „BIM – Klassen der Verkehrswege“ als Ergebnis der ehrenamtlichen Gremienarbeit. Als Fachgruppe innerhalb des Arbeitsraumes Infrastruktur des buildingSMART Deutschland e.V. hat sich der Zusammenschluss von bis zu 80 Expert:innen aus ca. 60 Mitgliedsfirmen und Institutionen im Sommer 2018 gegründet und im Rahmen der Vorstandardisierung für den Bereich Verkehrswege Ihr Ergebnis vorgelegt. Der Katalog wird aktuell vervollständigt, erweitert und planmäßig bis Mitte 2022 in einer erweiterten und komplettierten Ausgabe 2.0 herausgegeben. Durch die breite Vernetzung in viele andere Gremien und Verbände und die interdisziplinäre Besetzung der Fachgruppe, ist diese optimal aufgestellt, um eine fachliche Vereinheitlichung von Begriffen, Standards und Definitionen innerhalb des kompletten Planungs-Ausführungs- und Betriebsprozesses einer Verkehrswegemaßnahme anzustoßen. |
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| Volltext | Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln. 1 Entstehung der FachgruppeDie Fachgruppe BIM-Verkehrswege wurde formell am 5. 6. 2018 in Norderstedt gegründet. Hervorgegangen ist sie aus einer Initiative der heutigen Sprecher der Fachgruppe. Herr Dirk Röder, LASuV Freistaat Sachsen, BIM-Beauftragter des LASuV; Herr Rainer Raacke, Bickhardt-Bau AG; BIM-Beauftragter und Herr Uwe Hüttner, IB&T Software GmbH, Geschäftsführer forcieren im Zuge ihrer Mitwirkung im Arbeitsraum Infrastruktur des buildingSMART Deutschland e.V. die Berücksichtigung der Belange der Verkehrswege zum Ende 2017 und initiieren einen ersten Roundtable innerhalb des buildingSMART-Anwendertages im April 2018. Die sehr positive Resonanz der BIM-Interessierten in der Infrastruktur führt zur Gründung der Fachgruppe BIM-Verkehrswege, die im Rahmen ihrer ersten offiziellen Sitzung bei der IB&T Software GmbH in Norderstedt besiegelt wurde. Bild in der PDF 1.1 (Vor-) StandardisierungDer buildingSMART Deutschland e.V. verfolgt in seiner Arbeit eine Vielzahl von Aufgaben und Zielen. Ein Schwerpunkt ist jedoch die Vorbereitung der Standardisierung. Als Analogie für die Tätigkeiten des buildingSMART lässt sich ein Segelschiff verwenden, welches in den Zielhafen der Standardisierung steuert und mit möglichst viel Wind (aktiven Mitgliedern) hierbei Fahrt aufnimmt. Bild in der PDF Als Hafen der Standardisierung lässt sich die Normierung verstehen. International betrachtet gibt es drei Stufen der Normung. Angefangen bei der Internationalen Organisation für Normung – ISO, über das Comité Européen de Normalisation/europäisches Komitee für Normung – CEN, bis zu dem nationalen DIN (Deutsches Institut für Normung) oder dem Verein Deutscher Ingenieure – VDI mit den VDI-Regelungen. Und somit vorangestellt die Aktivitäten der „pränormativen“ Arbeit in den verschiedenen Fachverbänden, die sich mehr oder weniger aktiv dabei einbringen. Hier nimmt der buildingSMART eine Vorreiterrolle ein. 1.2 Standards von buildingSMARTIm Rahmen seiner Tätigkeit veröffentlichte der buil-dingSMART e.V. auf internationaler Ebene bereits verschiedene Standards. Neben der wichtigsten Norm der ISO 16739, der Definition des IFC 4.0 als Standard-Austauschformat im Bauwesen, sind folgende Standards entstanden:
Bild in der PDF 2 Fachgruppe BIM-VerkehrswegeDie Fachgruppe BIM-Verkehrswege nimmt eine besondere Rolle ein. In ihr kommen Fachleute aus praktisch allen Bereichen des Projektierungs-Prozesses einer Verkehrswege-Baumaßnahme zusammen. Zu den aktiv Mitwirkenden und Beteiligten zählen Mitarbeiter von Bauverwaltungen, Betreibern und Investoren, Planungs-Ingenieur- und Vermessungsbüros, Bauunternehmen, BIM-Berater, Lehre und Forschung und Softwareunternehmen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Belange aller am Bau Beteiligter berücksichtigt werden. Da bereits beim ersten Roundtable-Treffen vor der offiziellen Gründung mehr als hundert interessierte Teilnehmer für die Mitarbeit gemeldet waren, wurden kurzfristig fachliche Untergruppen gebildet, in die sich die aktiv Mitwirkenden aufteilen. Dadurch besteht die Fachgruppe BIM-Verkehrswege aus 7 Untergruppen und einer Arbeitsgruppe aus der Fachgruppe BIM in der Landschaftsarchitektur:
Bild in der PDF Mittlerweile wirken aktiv in den Arbeitsgruppen fast 80 Personen aus aktuell bis zu 60 buildingSMART-Mitgliedsfirmen/-institutionen mit. Die Anzahl wächst stetig, wobei die jeweiligen Gruppen teilweise bereits an die Grenze der Praktikabilität gekommen sind. Bild in der PDF 2.1 Motivation und Ziele der FachgruppeDas Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur (heute Bundesministerium für Digitales und Verkehr) veröffentlichte im Oktober 2021 den Masterplan BIM-Bundesfernstraßen (Masterplan). Dieser knüpft an den Stufenplan Digitales Planen und Bauen des Ministeriums vom Dezember 2015 an. Damit setzt das Ministerium sein Bestreben zur Entwicklung und Einführung der BIM-Methode auch im Infrastrukturbereich des Bauwesens fort. Die Fachgruppe „BIM – Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. wird die Entwicklung von BIM-Standards in Deutschland weiter aktiv voranbringen. Die BIM-Methode wird aktuell bei Infrastrukturprojekten nur in ausgewählten Anwendungsfällen eingesetzt. Ein Grund ist das Fehlen von Standards für die Modellierung und den modellbasierten Datenaustausch. Die internationalen Aktivitäten zum herstellerneutralen Datenaustausch kommen gut voran. Bis zu einer Reife für den umfassenden Infrastruktur-BIM-Datenaustausch wird jedoch noch Zeit benötigt. Eines der Hemmnisse ist das Fehlen eines abgestimmten und zertifizierten BIM-Klassen-Katalogs. Damit können der Aufbau und die Strukturierung der BIM-Modelle für den Infrastrukturbereich beschrieben werden. Ein einheitlicher nationaler Klassen-Katalog ist der Schlüssel zum nachhaltigen BIM-Erfolg. Auch die internationalen sowie nationalen Standardisierungen zum herstellerneutralen Datenaustausch benötigen noch Zeit, bis sie in einer marktfähigen Reife für den BIM-Datenaustausch zur Verfügung stehen. Die Fortschreibung des IFC-Standards mit der Version 4.3 einschließlich der Erweiterungen um die Belange von Road, Rail, Bridge, Waterway and Harbour wurde zum Anfang 2022 fertiggestellt. Bis Mitte 2023 soll dann auch die Zertifizierung der IFC 4.3-Implementierung möglich sein. Die deutsche „Normungsroadmap BIM (Building Information Modeling)“ steht seit Anfang Juli 2021 als Entwurf zur Verfügung und kann bis Ende August kommentiert werden. Die finale Normungsroadmap BIM wurde Ende 2021 veröffentlicht. Wegen fehlender Standards werden zurzeit viele Insellösungen parallel entwickelt. Neben Bauherren und Betreibern betrifft dies insbesondere die Planer, Bauausführenden aber auch die Softwareentwickler. Dies erschwert eine Weiterverwendung der Informationsmodelle über den gesamten Lebenszyklus eines Verkehrsweges im Sinne von OpenBIM. Die Wirtschaftlichkeit der BIM-Methode und deren Akzeptanz wird hierdurch unnötig, vielleicht nachhaltig, geschmälert. Dieses Hemmnis gilt es schnellstmöglich zu beseitigen. Die buildingSMART-Fachgruppe „BIM – Verkehrswege“ hat die Bedeutung eines einheitlichen BIM-Klassenkataloges für die Infrastruktur bereits im Frühjahr 2018 erkannt. Die Infrastruktur-Experten sind sich einig, dass ein gemeinsames Verständnis wesentlicher Fachbegriffe, betrachtet über den gesamten Lebenszyklus, heute noch fehlt. Daher gilt es ingenieur-historisch entstandene fachliche Begrifflichkeiten und deren Struktur zu überprüfen und bereichsübergreifend im Sinne von OpenBIM nutzbar zu machen. Hier setzt die Arbeit der buildingSMART-Fachgruppe an. Die Fachgruppe bündelt Experten aus allen Fachbereichen der Verkehrswege-Infrastruktur über den Lebenszyklus des Planens, Bauens und Betreibens sowie deren Dienstleistern (Software, Consultant, Lieferant u. v. m.). Diese Experten widmen sich auf ehrenamtlicher Basis der Erarbeitung von (Vor-) Standards unter dem Dach des buildingSMART e. V. Folgende Aufgaben hat sich die Fachgruppe gestellt:
Als Ziele verfolgt die Fachgruppe:
Weitere und zukünftige Ziele der Fachgruppe sind: Bild in der PDF 2.2 ZusammenarbeitDank vielfältiger personeller Überschneidungen bestehen sehr gute Kontakte zu Forschungsprojekten und Expertengruppen, wie beispielsweise BIM4Infra2020, BIMSTRUCT, IFC Bridge, IFC Road, IFC Rail, BIM4Rail, BIMSWARM, planen-bauen 4.0 Gesellschaft zur Digitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens mbH und BIM Deutschland (ehemals: BIM Kompetenzzentrum des Bundes). Eine enge Zusammenarbeit erfolgt auch mit Fachverbänden und Vereinen, wie BASt (OKSTRA®), BVBS, DAUB, DVW, VDV, DIN und dem VSVI. Seit 2021 besteht eine strategische Zusammenarbeit mit dem DWA. Eine strategische Zusammenarbeit mit der Autobahn GmbH steht kurz bevor. Wesentliche Entwicklungen und Sichtweisen aus diesen Bereichen können bei der Arbeit der Fachgruppe „BIM – Verkehrswege“ daher berücksichtigt werden. Bild in der PDF Nach eineinhalbjähriger Tätigkeit erreichte die Fachgruppe einen ersten Arbeitsstand, der einen ersten umfassenden Überblick über die Klassen im Bereich Verkehrswege ermöglicht. Ziel des Papiers ist daher die Veröffentlichung des Katalogs „BIM-Klassen der Verkehrswege“. Bild in der PDF 2.3 VorgehensweiseDie Arbeit der Fachgruppe orientiert sich an den Grundsätzen der internationalen und nationalen Standardisierung im Bereich BIM. Experten und Vertreter von Normungsgremien wurden als Berater bei der Bearbeitung des Kataloges „BIM-Klassen der Verkehrswege 2.0“ hinzugezogen bzw. sind Mitglieder der Fachgruppe. Neben der IFC-Standardisierung sind Grundsätze relevanter Normen und Vorschriften teilweise berücksichtigt (z. B. DIN ISO 12006-3, ISO 23386, VDI 2552, ASB etc.). Als Basis für die (Vor-)Standardisierungsarbeit wurden zahlreiche Quelldaten herangezogen, zu denen sowohl die Objektmodelle von Infrastrukturplanern und ausführenden Unternehmen als auch die Objektmodelle von Herstellern und Betreibern gehören. Die Klassen/Fachobjekte lagen in der Regel auf der Ebene Fachmodell oder Gewerk vor und wurden von den entsprechenden Fachabteilungen der Mitwirkenden eingebracht. Die erste Konsolidierung bzw. ein Abgleich der Klassen/Fachobjekte erfolgte auf der Ebene der Arbeits- bzw. Untergruppen mit folgenden Arbeitsschritten:
Die bereichsübergreifende Harmonisierung der Klassenliste stellte bei der Zusammenführung der Ergebnisse die bei weitem größte Herausforderung dar. Die Notwendigkeit der Harmonisierung ergibt sich vor allem aus der großen Zahl bereits bestehender Klassen/Fachobjekten und oft sehr unterschiedlicher fachspezifischer Ansätze. Die Abstimmung zwischen den Arbeits-/Untergruppen umfasste folgende Schritte:
Bild in der PDF 2.4 VeröffentlichungDer Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege“ vereint in seiner ersten Version die Ergebnisse der Arbeitsgruppen:
Der Umfang der Aufgabe, die Besetzung der Arbeitsgruppen sowie der Grad der Abstimmungserfordernisse führte dazu, dass die Ergebnisse folgender Fachgebiete im Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege“ erst ab Version 2.0 enthalten sind:
Bild in der PDF Ergänzend werden in Version 2 des Klassen-Katalogs sämtliche Klassen über Allgemeine Merkmale und Merkmalsgruppen (Metadaten) charakterisiert. (Fachmodellspezifische Merkmale und Merkmalsgruppe wären in späteren Arbeitsschritten zu definieren.) Einen ersten Überblick gibt das Bild. Bild in der PDF Der Klassenname einer BIM-Klasse des Kataloges, das gelistete Wort, bezeichnet ein fachliches Konzept eindeutig. Optional kann eine BIM-Klasse mittels Typausprägung differenziert werden, wenn dies die Informationstiefe verlangt. Zweck des Kataloges ist die einheitlich computerinterpretierbare Klassifizierung von Modellelementen, und zwar projektphasen-, verkehrsträger- und fachmodellübergreifend. Der Katalog beschreibt fachlich-semantische Konzepte. Er legt nicht fest, wie die Klassifizierung informationstechnisch in der Modellierungssoftware (CAD/GIS/BIM) und bei der Datenübergabe, z. B. mit IFC, umgesetzt wird. Der Katalog ist keine Bauteilbibliothek. Bild in der PDF Die Metadaten der BIM-Klassen haben Katalogzweck und Modellzweck. Die Metadaten können zum Filtern im Katalog selber eingesetzt werden, wenn zum Beispiel die Auftraggeber Informationsanforderungen (AIA) oder Modellierungsrichtlinien für BIM-Projekte aufgestellt werden. Die Metadaten können aber auch verpflichtend bei der Modellübergabe (Informationslieferung nach ISO 19650) für jedes Modellelement gefordert werden, damit sie zum Beispiel bei der automatisierten Modellprüfung eingesetzt werden können. Die im Katalog aufgeführten Metadaten sind fachbezogen und dürfen nicht mit den Metadaten der ISO23386 verwechselt werden. Die Metadaten nach ISO23386 dienen der administrativen Katalogpflege durch Organisationseinheiten. Zusätzlich enthält der Katalog thematische Gruppen. Eine thematische Gruppe wird aus mehreren BIM-Klassen gebildet. Eine BIM-Klasse kann mehreren thematischen Gruppen zugeordnet werden. Wie Metadaten, dienen auch Gruppen dem Filtern von BIM-Klassen im Katalog und der automatisierten Selektion von Modellelementen. Die Fachgruppe „BIM – Verkehrswege“ wird sich weiterhin in die BIM-Standardisierung einbringen. Neben dem Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege“ hat sich die Fachgruppe die weiteren Ziele wie Praxis Datenaustausch, Modellierungsrichtlinie für Anwendungsfälle oder Koordinatensysteme vorgenommen. Zeitraum und Umfang der Bearbeitung hängen insbesondere von den zur Verfügung stehenden Ressourcen auf Seiten der Beteiligten ab. Weiterhin sind die Ziele der Fachgruppe mit den aktuellen Entwicklungen in der BIM-Standardisierung auf internationaler und nationaler Ebene, z. B. BIM Deutschland abzugleichen und gegebenenfalls neu zu justieren. Inhalt der beiden weiteren Hauptziele wird insbesondere sein:
Die Fachgruppe wird sich neben der Definition von Standards auch in die (Weiter-) Entwicklung von Datenaustauschformaten einbringen. Bild in der PDF Mit der Fertigstellung der Version IFC 4.3 ist ein weiterer Schritt zur Standardisierung international getan. Darin enthalten sind wesentliche Elemente zum Datenaustausch in der Infrastruktur. Bild in der PDF Mit der Arbeit der Fachgruppe wird die Standardisierung der IFC-Schnittstellen unterstützt und vor allem die Belange der deutschen Fachschaft vertreten. Auf Grundlage der in der Fachgruppe umfassend vorhandenen Expertise und einheitlicher Klassendefinitionen entsprechend des vorstehenden Kataloges „BIM-Klassen der Verkehrswege“ bringt diese Arbeit den Normierungsprozess zielgerichtet voran. Wichtig und ein wesentliches Ziel der Fachgruppe ist dabei der Austausch und die Zusammenarbeit mit vorgenannten bundesweiten Gremien, Pilotprojekten und Forschungsprojekten. Parallelentwicklungen müssen nach Ansicht der Fachgruppe vermieden werden. Nationales Ziel ist eine einheitliche Definition/Schnittstelle für den BIM-Datenaustauch im Fachbereich der Verkehrswege. Neben den nationalen Aktivitäten ist ein weiteres Anliegen der Fachgruppe „BIM – Verkehrswege“ die fachliche Unterstützung des buildingSMART International. Der regelmäßige Austausch ist bereits gelebte Praxis. Wenn Sie mitarbeiten wollen: www.BIM-Verkehrswege.de Literaturverzeichnis
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