Informationsmanagement im BIM-Projekt

Um die Anwender bei der BIM-Planung zu unterstützen, entwickelt CRB gemeinsam mit dem Institut Digitales Bauen der FHNW eine datenbankgestützte Lösung für den Austausch von Informationen. Der BIM-Profil-Server hilft den Fachleuten dabei, die Daten und Informationen, die sie benötigen oder liefern müssen, präzise und konsistent zu beschreiben. So lassen sich Missverständnisse vermeiden, die Datenqualität wird erhöht und die Anwender sparen Zeit und Geld.

Text: Pasquale Petillo, Leiter Produktion

In den verschiedenen Projekt- und Betriebsphasen eines Bauwerks sind unterschiedliche Fachdisziplinen mit unterschiedlichen Aufgaben und Anforderungen an das Bauwerksmodell involviert. Je nach Rolle und Anwendungsfall interessieren dabei ganz unterschiedliche Aspekte des digitalen Bauwerks. Sehr viele Aufgaben im Lebenszyklus eines Bauwerks (Planungs-, Erstellungs- und Betriebsphase) könnten effizienter und einfacher gelöst werden, ständen den verschiedenen Rollen die richtigen Daten und Informationen im digitalen Bauwerksmodell zum richtigen Zeitpunkt zur Verfügung. So liessen sich Missverständnisse vermeiden und die Datenqualität wäre besser, was positive Auswirkungen auf den ganzen Planungsprozess hätte.

Daten und Informationen

Zwei zentrale Begriffe im Kontext des BIM-Profil-Servers sind «Daten» und «Informationen». Sie können wie folgt definiert werden: «Daten» sind eine Folge von Zeichen, die mit einer gegebenen Syntax zu einer Aussage angeordnet werden, beispielsweise «Rahmen» oder «0,12» oder «08121998». «Informationen» sind in einem Kontext interpretierte Daten wie beispielsweise «Rahmendicke 0,12 m» oder «Geburtstag 08.12.1998». Den Daten wird also eine Bedeutung zugewiesen. Informationen entstehen aus einer Wechselwirkung zwischen Menschen und Daten. Das Informationsmanagement, wie wir es verstehen, behandelt Daten und Informationen. Im Forschungs- und Entwicklungsprojekt «BIM-Profil-Server» wird nun eine Applikation für das Informationsmanagement entwickelt, d.h. es wird eine datenbankgestützte Lösung angeboten, um den Informationsaustausch zu organisieren. Dies beinhaltet die Erstellung, Verwaltung und Publikation von Informationsanforderungen.
 

Profile

Mit «Profilen» werden Anforderungen an den Informationsaustausch definiert, wobei in einem Profil die Angaben zu den sechs W-Fragen mitenthalten sind: Wer liefert wem was (welche Informationen), wann, wofür und wie? Das heisst, in einem Profil wird nicht nur die technische Informationsebene mit der Definition der Datenstruktur bestimmt, sondern es wird auch die Prozessebene – der prozessorientierte Kontext (Anwendungsfall) des Informationsaustauschs – festgelegt. Ein Schlüsselfaktor des BIM-Profil-Servers ist die Bereitstellung der Profile in einer offenen, systemneutralen Methode und insbesondere auch in einem maschinenlesbaren Format.

Die Bedeutung der Beschreibung und Spezifikation des Informationsaustauschs bei Bauwerksmodellen ist schon lange bekannt. Sie wurde von buildingSMART International bereits vor über zehn Jahren mit der Entwicklung der Methode des «Information Delivery Manual (IDM)» unterstrichen. Diese Methode wurde in der Folge durch die Internationale Organisation für Normung ISO sowie durch das Europäische Komitee für Normung CEN normiert. Die Norm SN EN ISO 29481-2 beschreibt grundlegend den Umfang und die Spezifikationen der Informationen, die eine bestimmte Rolle zu einem bestimmten Zeitpunkt und für eine bestimmte Aktivität in einem BIM-Projekt zur Verfügung stellen muss bzw. benötigt. Der BIM-Profil-Server liefert wesentliche Inhalte eines Information Delivery Manual. 

Damit Profile für den Informations- und Datenaustausch erstellt und gemeinsam genutzt werden können, müssen sich diese Profile innerhalb der Projektorganisation des Anwenders und seiner Projektstruktur einordnen lassen. Die Frage «Wer liefert wem, was, wann, wofür und wie?» kann nur dann konsistent und verlässlich beantwortet werden, wenn ein gemeinsames Verständnis einer Grundstruktur vorhanden ist. Diese Organisations-Grundstruktur für den Informationsaustausch kann gemäss den Fragewörtern wie in Abbildung 1 zerlegt werden:

Wer, wem → Rolle: Hier wird einerseits die Funktion einer Person innerhalb der Projektorganisation (zum Beispiel Projektleiter) beschrieben, andererseits werden auch die Funktionen von Personen ausserhalb der Projektorganisation, wie zum Beispiel der BIM-Verantwortliche oder Bauherr, festgehalten. Ziel der Rollenbeschreibung muss sein, eine Rolle möglichst generisch und dennoch spezifisch zu beschreiben. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Festlegungen einmalig gemacht und Redundanzen möglichst verhindert werden. Eine Person kann mehrere Rollen wahrnehmen. Bezüglich des Datenaustauschs können diese Rollen entweder als Besteller oder als Lieferant von Daten und Informationen auftreten. Oft treten sie in unterschiedlichen Aktivitäten sowohl als Besteller als auch als Lieferant auf. Im Beispiel (Abbildung 2) liefert die Kostenplanerin dem Facility Manager Informationen und bekommt von den Rollen Projektleiter, Architektin und Facility Manager Informationen.

  

Wann → Zeit: Projekte werden für die zeitliche Strukturierung typischerweise in Phasen eingeteilt. In der Regel werden die Phasen in der Schweiz mit dem Modell Bauplanung nach Norm SIA 112:2014 beschrieben: strategische Planung, Vorstudien, Projektierung, Ausschreibung, Realisierung und Bewirtschaftung. Die Verwendung vieler Phasen und Teilphasen würde eine heterogene Anwendung ergeben und eine gemeinsame Nutzung der «Verortung» der Prozesse auf der Zeitschiene erschweren. Um eine generelle zeitliche Einordnung zu ermöglichen, können die vier Grobphasen, wie sie im Standard ISO 22263 beschrieben sind, verwendet werden: Konzeption, Planung, Realisierung, Bewirtschaftung. Die Geschäftsprozesse lassen sich in diesem Raster beliebig anordnen (Abbildung 3).

Wofür → Aktivität: Neben den oben beschriebenen statischen Dimensionen «Rolle» und «Zeit» braucht es eine Dimension zur Beschreibung der eigentlichen Tätigkeit, bei der Informationen erzeugt oder benötigt werden und die das Ziel hat, eine Aufgabe zu erledigen. Ihr werden eine Dauer und Ressourcen (finanziell, personell und materiell) zugewiesen. Aktivitäten sind also Teile eines Geschäftsprozesses oder Anwendungsfalls. Die Aktivität ist die zentrale Komponente für die Strukturierung der Austauschorganisation. Am Ende einer Aktivität erfolgt eine Informationslieferung. Jede Informationslieferung ist direkt an eine Aktivität gekoppelt. Eine Aktivität ist zeitlich eindeutig positionierbar, d.h. sie ist eindeutig einer Phase – Konzeption, Planung, Realisierung, Bewirtschaftung – zugeordnet. Der Geschäftsprozess oder Anwendungsfall fasst eine oder mehrere Aktivitäten zu einer Gesamtgrösse zusammen, aus der aus Geschäfts- bzw. Projektsicht ein nutzbarer Mehrwert resultiert. Im Zusammenhang des BIM-Profil-Servers dient der Geschäftsprozess der Gruppierung von Aktivitäten. Im Beispiel in Abbildung 4 sind in einem definierten Geschäftsprozess für die Aktivität «Nutzungsartenermittlung» eine Architektin und ein Projektleiter involviert. Der Projektleiter bestellt eine Information bei der Architektin.

Was, wie → Datenstruktur: Das «Was, wie» definiert die technische Dimension des Profils, also die inhaltlichen (was) und formalen (wie) Vorgaben des eigentlichen Datenaustauschs. Die Spezifikation der Informationsanforderungen erfolgt intuitiv. Die Anwender können – ohne über vertiefte Kenntnisse der Datenmodellierung auf Basis von IFC zu verfügen – die Anforderungen auf fachlicher Ebene präzise beschreiben (Abbildung 5). Sie werden von der Applikation gut geführt, sodass sie die vorhandenen Fachkonzepte und Definitionen möglichst ideal und einheitlich anwenden können. Elementdefinitionen sind wiederverwendbar. D.h. wenn eine Elementdefinition einmal erstellt ist, kann sie für weitere Informationsanforderungen (in anderen Aktivitäten oder Projekten) wiederverwendet werden. Somit lässt sich ein Profil im BIM-Profil-Server wie folgt definieren: Das «Profil» (Datenaustauschprofil) definiert die Datenstruktur, die zwischen zwei oder mehreren Rollen und spezifischen Aktivitäten zu bestimmten Zeitpunkten ausgetauscht wird.

Für Mensch und Maschine verständlich

Ein Schlüsselfaktor des BIM-Profil-Servers ist die Bereitstellung der Profile in einem maschinenlesbaren Format. Dies ist für die Übergabe der Informationen an BIM-Systeme (Autorensysteme) notwendig, ebenso als Spezifikation für die Überprüfung der digitalen Bauwerksmodelle in sogenannten «Modell-Checkern». Dies sind automatisierte Prüfdienste, die Daten der Informationsanforderungen aus dem BIM-Profil-Server mit einem IFC-Datenabzug aus dem CAD-System vergleichen.

Die Profile werden zusätzlich über ein Reporting-Modul in einer für Menschen lesbaren Form ausgegeben, sodass die fachlichen Definitionen – sauber formatiert – auch ausserhalb des BIM-Profil-Servers nutzbar sind, beispielsweise für die Verwendung in einem Information Delivery Manual (IDM).

Bauwerks-Informationsmanagement

In diesem Webinar wird das Informationsmanagement bei Bauprojekten nicht nur theoretisch, sondern auch aus der Sicht eines professionellen Bauherrn erläutert. 

Weiter erfahren Sie, wie der BIM-Profil-Server Sie dabei unterstützen kann, Informationsanforderungen präzise zu beschreiben und auszutauschen.

 

Wer arbeitet am Entwicklungsprojekt «BIM-Profil-Server» mit?

Das Entwicklungsprojekt wurde vom Institut Digitales Bauen der FHNW initiiert. Durch die gemeinsamen Ansprüche an objektive und standardisierte Informationen ergab sich die Zusammenarbeit mit CRB. Der Verband Schweizer BIM Software Lieferanten openBIM steuert sein Know-how bei der Implementierung von Schnittstellen in Applikationen seiner Verbandsmitglieder bei. Um die Expertise auf Seiten User Interface und User Experience zu stärken, konnte zudem das Institut für Interaktive Technologien der FHNW zur Zusammenarbeit gewonnen werden.

Welchen konkreten Nutzen haben die Kunden vom BIM-Profil-Server?

Die BIM-Methode verbessert den Umgang mit Informationen sowie die Zusammenarbeit der verschiedenen Akteure bei der Planung, der Realisierung und beim Betrieb eines Bauwerks. Die Anwender und Anwenderinnen der Methode stellen oft fest, dass die versprochenen Vorteile nicht eintreffen, weil die ausgetauschten Daten und Informationen nicht standardisiert sind. Deshalb müssen sie für die Abstimmung und Korrektur der Daten Mehrarbeit leisten – genau dies sollte durch die Nutzung digitaler Planungsprozesse verhindert werden. Mit dem BIM-Profil-Server wird diese Unklarheit in der Informationsbeschaffung, aber auch in der Informationsbereitstellung beseitigt: Die Informationsprozesse und -anforderungen lassen sich damit – sowohl für Menschen als auch für  Maschinen lesbar – einfach und verständlich beschreiben. So können die Aufgaben im ganzen Lebenszyklus eines Bauwerks effizienter und zielführender gelöst werden. Mit den richtigen Exchange Information Requirements (EIR) unter Verwendung von einheitlichen und eindeutigen Standards können die richtigen Daten und Informationen im digitalen Bauwerksmodell von den richtigen Rollen zum richtigen Zeitpunkt geliefert bzw. verwendet und somit auch verglichen werden.

Wie sieht der Zeitplan aus?

Der Testbetrieb mit ausgewählten Testern für das User Interface hat begonnen und wird sich mit konkreten Projekten bis zum Ende des 1. Quartals 2021 erstrecken. Anschliessend werden weitere Anwenderkreise erste Erfahrungen mit dem BIM-Profil-Server sammeln können. Zu diesem Zeitpunkt werden die Grundfunktionalitäten, die als Basis für das Erstellen und Austauschen von Profilen notwendig sind, zur Verfügung stehen. Der BIM-Profil-Server versteht sich allerdings als Werkzeug, das über die Rückmeldungen der Nutzer, durch die Bereitstellung von Standards und durch die Fortschritte und Anforderungen der Branche laufend weiterentwickelt und optimiert werden soll. Auf diese Weise können kontinuierlich neue Möglichkeiten erschlossen werden und der BIM-Profil-Server kann sich langfristig am Markt und in der Branche etablieren.

Wie hängen BIM-Profil-Server, NPK und BIM zusammen?

Um eine (teil-)automatisierte Ausschreibung aus Bauwerksmodellen durchführen zu können, ist es wichtig, die Potenziale der Informationen, die bereits vor der Ausschreibung vorhanden sind, zu nutzen. Das bedeutet, dass die in Bauwerksmodellen verwendeten Entitäten die korrekten, in allen Systemen gleich lautenden Attribute und Eigenschaften aufweisen müssen. Nur so ist es möglich, sich über die Richtigkeit und Belastbarkeit einer Information zu verständigen. Die aus den existierenden Normpositionen-Katalogen NPK extrahierten Attribute werden sich auch im BIM-Profil-Server wiederfinden. Sie erlauben es den Anwendern, die Informationen aus einem Bauwerkmodell in ein Leistungsverzeichnis zu überführen, das dann mit zusätzlichen nicht oder nur mit grossem Aufwand modellierbaren Beschreibungen ergänzt werden kann. Auch wenn es möglich sein wird, den BIM-Profil-Server unabhängig von der Verwendung des NPK sowie anderer CRB-Standards einzusetzen, wird die datenbankgestützte Lösung für das Informationsmanagement ihr ganzes Potenzial insbesondere in der Kombination mit einer durchgängigen Terminologie sowie eindeutigen Kennzeichnungen und Klassifizierungen entfalten.

Vorteile auf einen Blick

Der BIM-Profil-Server

liefert Standards für den Umgang mit grossen Datenmengen und löst die umfangreichen, unübersichtlichen und fehleranfälligen Tabellen ab 

optimiert die Abwicklung eines BIM-Projekts

ermöglicht Anwendern, Informationsanforderungen einfach und präzise zu beschreiben

standardisiert Datenaustausch-Profile für ausgewählte Rollen und Anwendungsfälle

unterstützt bei der Anwendung von IFC

sorgt für mehr Effizienz und eine bessere Verständigung in Bauprojekten