BIM Building Information Modeling

Der zentrale Baustein für die PERI Digitalisierungsstrategie

Die Digitalisierung verändert das Planen, Bauen und Betreiben von Bauwerken erheblich. Der gesamte, bislang oft kleinteilige Prozess wird zunehmend von einem ganzheitlichen Modell abgelöst. Während bei internationalen Projekten Building Information Modeling (BIM) mehr und mehr zum Standard wird - vor allem bei öffentlichen Ausschreibungen in Skandinavien, Grossbritannien, USA, Kanada, im arabischen Raum, in Asien und Australien - vollzieht sich dieser notwendige Umbruch in Deutschland deutlich langsamer als in anderen Ländern.

Im internationalen Vergleich ist das Bauen in Deutschland aber stark reglementiert. In der Planung und Ausschreibung bewegen wir uns hauptsächlich noch immer auf der zweidimensionalen Ebene. Der Grund dafür liegt nicht zuletzt in der kleinteiligen Organisations- und Arbeitsstruktur hierzulande mit Architekten, Fachplanern, Handwerksbetrieben, kleinen, mittelständischen und grossen Bauunternehmen sowie unterschiedlichen Gruppierungen von Bauherrn und Betreibern. Der Architekt gibt seine Entwürfe in Papierform oder digital als PDF-Dokument an die Fachplaner. Sie bearbeiten diese Unterlagen nach ihren Verfahren. Änderungen der Architekten in dieser Phase kommen oft zu spät an und werden nicht zeitnah übernommen. So geht es dann in die Ausschreibung und Vergabe. Beim Handwerker kommen oftmals nicht vollständige Pläne an. Er kalkuliert auf nicht mehr aktuellen Unterlagen. So entstehen Informationsverluste, zeitliche Verzögerungen und nicht zuletzt auch höhere Kosten, weil die Baubeteiligten von unterschiedlichen Bauzielen bzw. Planungsständen ausgehen.

Gleichzeitig werden Bauvorhaben heute immer komplexer. Immer mehr gesetzliche Vorgaben und neue Fachdisziplinen sind inzwischen eingebunden und erzeugen mit ihren unterschiedlichen Planungs- und Projektmanagementinstrumenten eine Vielzahl von Datenvolumen, Datenformaten und Datenstrukturen. Die damit verbundene Komplexität lässt sich nur noch über entsprechende digitale Verfahren wie das Building Information Modeling handhaben.

^{Objektorientierte Modellierung und Parametrisierung im BIM-Modell
Von der 2D-Planzeichnung über den 3D-Baukörper zum BIM-Modell mit variablen Objekteigenschaften}

3D-Bauwerksdatenmodell

BIM leitet einen unumkehrbaren Umbruch beim Planen und Bauen ein. Es beschreibt als IT-gestützte Methode zunächst einmal den Idealfall, bei der Planen, Bauen und Betreiben eines Bauwerkes über dessen gesamten Lebenszyklus von der Idee bis hin zum Abriss erfasst sind. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) definiert den Begriff folgendermassen: „Die durchgängige Digitalisierung aller planungs- und realisierungsrelevanten Bauwerksinformationen als virtuelles Bauwerksmodell wird mit Building Information Modeling – kurz BIM – umschrieben. Diese Methode nutzt gegenüber herkömmlichen IT-Modellen deutlich mehr Informationen und schafft eine synchronisierte Datenbasis, auf die alle am Bau Beteiligten zugreifen können.“

Building Information Modeling ist also eine IT-unterstützte Arbeitsmethodik zur Planung und Umsetzung von Bauvorhaben auf der Basis eines 3D-Gebäude- bzw. Bauwerkmodells aus dem auch verschiedene gewerkebezogenen Fachmodelle abgeleitet werden können. Dieses 3D-Datenmodell zieht aus einer zentralen Datenbank z.B. alle dort hinterlegten Grundrisse, Ansichten und textbasierten Projekt- und Produktinformationsdetails.

^{BIM – Metamorphose des Bauens}

Das integrative Prinzip von BIM

Die zukunftsweisende Optimierung des Bauablaufs bietet Bauherren sowie allen am Bau Beteiligten eine transparente Projektabwicklung und eine hohe Planungssicherheit. Ziel sind eine einheitliche Kommunikation und Transparenz im Planungs- und Bauprozess, da alle Beteiligten an einem, immer aktuellen Modell arbeiten und somit Informationsverluste vermieden werden können. Der Planungsstand ist durchgängig für alle einsehbar. Alle in BIM enthaltenen Bauteile sind genau in ihren visuellen, technischen und funktionalen Eigenschaften beschrieben. Durch die zusätzliche Integration der Faktoren Zeit und Kosten wird das 3D-Modell stufenweise zu einem 4D- (Zeit) bzw. 5D-Modell (Kosten).

Der wichtigste Vorteil von BIM liegt darin, dass sich Planungs- und Ausführungsvarianten am 3D-Bauwerksmodell bereits in einem frühen Projektstadium simulieren lassen. Auf diese Weise wird für alle Baubeteiligten sichtbar, wo, wann, warum und zu welchen Kosten es zu Schnittstellenproblemen kommen kann – in der Bauwerksplanung wie in der anschliessenden Bauausführung.

^{Stufenweiser Übergang in die praktische Anwendung der BIM-Methode}

PERI unterstützt und erleichtert den Schritt in die BIM-Praxis

PERI hat den Anspruch bei Konzeption, Entwicklung und Umsetzung der BIM-Methodik und der damit einhergehenden Veränderungen sein Know-how und seine Expertise so einzusetzen, dass seinen Kunden ein nachhaltiger digitaler Mehrwert entsteht.

Denn die bislang im Bauwesen üblichen Arbeitsprozesse werden durch BIM wesentlich verändert. Alle beteiligten Personen müssen hinter der gemeinschaftlichen Arbeitsweise stehen, die Dokumentations- und Kommunikationstechnologie beherrschen und die Prozesse und Standards kennen. Aktuell müssen aber noch grosse Herausforderungen gelöst werden. Eine dieser Herausforderungen besteht in der Vielzahl unterschiedlicher Softwareangebote, mit denen die Planer und anderen Baubeteiligten arbeiten.

Vor allem für kleinere Unternehmen, die das Bauwerk schliesslich realisieren sollen, entsteht das Problem, dass die Digitalisierung von Ihnen die Investition in potenziell nicht ausgereifte Tools und Technologien verlangt, die wirtschaftlich zu diesem Zeitpunkt nicht sinnvoll sind. Genau an dieser Stelle setzt PERI mit seinem umfangreichen und kompetenten Engineering an.

Generell ist die BIM-Landschaft der deutschen Planungsbüros und Bauunternehmen stark heterogen. Oft befinden sich Kunden noch im Anfangsstadium, in dem sie begrenzt auf die eigene Organisation erste Schritte unternehmen, um interne Prozesse und Technologien in Richtung BIM zu ertüchtigen. Ebenfalls häufig triff PERI Bauprojekte an, in denen bereits mehrere Baubeteiligte ihre bestehenden BIM-Kompetenzen nutzen für den koordinierten Austausch der jeweiligen Fachmodelle. Der seltenste Fall ist aber das kollaborative BIM, in dem alle Baubeteiligten auf einer zentralen, einheitlichen Projektmanagement-Struktur einen konsistenten Kommunikations- und Informationsaustausch bedienen. Für alle diese Stadien innerhalb der Planungs- und Baupraxis hält PERI ein flexibles Programm aus Ingenieursdienstleitungen und Softwarelösungen vor.

Die gemeinsam mit den Kunden entwickelten Konzepte für Schalung oder Gerüst bilden bei jedem Bauprojekt des Kunden die Grundlage für eine umfassende Gesamtlösung des Schalungsbau- oder Gerüstbaumanagements. Eine BIM-basierte Planung, Koordination und Ausführung dienen dazu, um den zeitlichen Aufwand für die Planung sowie die entstehenden Kosten zu minimieren. Die vorausschauende und gewerkeübergreifende Planung reduziert zeit- und kostenintensive Änderungen.

Sie bilden alle notwendigen Bauprozesse ab und simulieren alle Schalungs- und Gerüstkomponenten in der Anwendung. PERI übernimmt die Planungskoordination, erstellt Sicherheitschecklisten und QR-Codes für die Objektnavigation. Darüber hinaus werden relevante Daten für die Montage der Gerüste und Schalungen mittels Tablet der Baustelle in Echtzeit digital zur Verfügung gestellt. Durch die damit einhergehende automatisierte Kollisionsprüfung wird bereits im Planungsstadium sichtbar, welche Veränderungen bei der Schalungs- oder Gerüstkoordination notwendig werden, so dass auf der Baustelle der gesamte Arbeitsprozess fehlerfrei durchgeführt werden kann. PERI ebnet den Weg für ein erfolgreiches Baustellenmanagement seiner Kunden die dreidimensionale Visualisierung der Planung über die Taktplanung mit der Dimension Zeit verknüpft. Weitere Prozessdaten wie z. B. notwendige Planänderungen werden in einer mobilen Bauinformationsverwaltung dokumentiert und nachverfolgt. Die Cloud-basierten Berichtsfunktionen ermöglichen die standort- und unternehmensübergreifende Zusammenarbeit. Ziel ist die vollständige Integration der Schalungs-und Gerüstlösung in zukünftige BIM Simulationen. So sollen in frühen Projektphasen verschiedene Handlungsalternativen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Kosten, Termine und Qualität bewertet sowie Veränderungen im Projekt nachhaltig verfolgt werden.

Zentrale PERI BIM Anwendungen

• Visualisierung der bauteilorientierten Schalungspläne
• Geometrische Kollisionsprüfung
• Übertragung auf herkömmliche 2D-Plandarstellungen für Fachplaner
• Erzeugung von Material- und Stücklisten
• Verbesserung der Bauabläufe durch dreidimensionale Visualisierungen und animierte Ablaufsimulationen vor Projektbeginn
• Effiziente Bauausführung und Kostentransparenz durch optimierte Arbeitsvorbereitung und die Integration weiterer Prozessdaten
• Ziel ist ein durchgängiger, lebenszyklischer Planungs- und Ausführungsprozess, der von der Neuerstellung bis zur Instandsetzung von Bauwerken reicht.

Phasen und Bausteine der PERI Digitalisierungsstrategie

2017 hat PERI ein „Digital Transformation Office“ gegründet, in dem alle strategischen Aktivitäten und Initiativen von PERI zum Thema Digitalisierung zusammengeführt und koordiniert werden. Zusätzlich wurde das seit 2015 bestehende PERI BIM Competence Center in das Digital Transformation Office integriert. Das BIM Competence Center ist der wesentliche Knotenpunkt im weltweiten BIM-Netzwerk von PERI. Die Gruppe wird eng mit den zwei derzeit im Aufbau befindlichen regionalen BIM Kompetenzzentren in den USA und UK zusammenarbeiten.

BIM ist einer von mehreren Themenbereichen, an denen bei PERI mit Nachdruck gearbeitet wird: Die Digitalisierung wird unsere Industrien grundlegend verändern und dabei allen Beteiligten enorme Chancen eröffnen.

Die Bandbreite der bereits heute verfügbaren digitalen Anwendungen reicht von produktbezogenen Apps für einfache Berechnungen zu den Schalungs- und Gerüstsystemen bis hin zum Online‑Kundenportal myPERI, das als umfassende Informationsplattform die komplette Ausführungszeit eines Projektes unterstützt.

Das PERI Projektmanagementsystem CENTRIO ermöglicht Mitarbeitern Projekte weltweit gemeinsam zu bearbeiten, indem jeder auf ein und dieselbe aktuelle Datenbasis zurückgreift. Ein weiterer Schritt in Richtung einer unternehmensübergreifenden Kommunikation ist der Einsatz einer mobilen Software für die Bauinformationsverwaltung in der Planungs- und Ausführungsphase. Dabei kommt ein Kommunikations- und Datenmanagementsystem mit zwei Anwendungen zum Einsatz: „Autodesk BIM 360 Glue“ und „Autodesk BIM 360 Field“. Die PERI Planungstools sind über Schnittstellen in Autodesk BIM 360 Glue eingebunden. Dadurch haben alle am Planungs- und Bauprozess Beteiligten über einfach zu bedienende Benutzeroberflächen Zugriff auf dieselben Informationen. Auch Zeichnungen, Dokumente und Modelle aus CENTRIO und aus dem 3D-Zeichenprogramm PERI CAD können hierüber abgerufen werden. Weitere Informationen – beispielsweise über den Materialbestand auf der Baustelle – liefert das Kundenportal myPERI.

Über Autodesk BIM 360 Glue, die Koordinierungssoftware für die Planung, werden neue Anforderungen und Lösungen schnell und ohne Umwege kommuniziert. Alle Beteiligten, vom Projektbüro bis zum Bauzulieferer, erhalten stets die aktuellsten Projektinformationen. So können Kollisionen oder Kapazitätsprobleme bereits im frühen Planungsprozess entdeckt und analysiert werden. Für den Baustellenalltag werden Informationen aus der Planungsphase in der Koordinierungssoftware Autodesk BIM 360 Field zur Verfügung gestellt. Sie bietet die Möglichkeit, Aufgaben, Probleme (Issues), Checklisten, Anleitungen, Fotos und Berichte für die Kommunikation zwischen Baustelle und Büro zu übermitteln und zu dokumentieren.

So kann der Bauleiter mithilfe von Checklisten Routinekontrollen durchführen, offene Punkte mit seinem Tablet dokumentieren und als Issue an den Polier weiterleiten. Dieser erhält die Nachricht direkt aus Autodesk BIM 360 Field und kann sofort reagieren. Benötigt er für seine Arbeit spezielle Informationen zum Bauwerk oder technische Unterlagen wie eine Aufbau- und Verwendungsanleitung zum eingesetzten Schalungsmaterial, dann kann er diese Informationen ebenfalls abrufen. Nach der Fehlerbehebung kann er die Issues mit Fotos und Kommentaren abschliessen. Der Bauleiter wird darüber automatisch informiert und kann die Arbeit kontrollieren.

Um den Lieferprozess zu optimieren werden vormontierte Schalungseinheiten mit einem QR-Code versehen. Dadurch kann das Material auf der Baustelle mittels gleicher Software direkt beim Wareneingang erfasst und kontrolliert werden. Zusätzlich lassen sich beispielsweise Einsatzpläne abrufen und Positionen für Ersteinsätze am Bauwerksmodell visualisieren.

PERI Tools für die Planung

PERI BIM-fähige Produktbibliotheken

PERI Tools für Bemessen und Konfigurieren

PERI Tools für Projektmanagement

PERI Tool für Messtechnik