Von der BIM-gestützten Koordination zum digitalen Zwilling: Catenda Hub koordiniert den Ausbau der Metro in Lyon

Im Rahmen des Ausbaus der Linie B der Metro Lyon unterstützt EGIS SYTRAL in Partnerschaft mit Systra, AZC und Atelier Schall. Das Projekt besteht aus:

  • die Verlängerung der bestehenden U-Bahn-Linie um 2,5 km;
  • den Bau von zwei neuen Haltestellen bis zu den südlichen Krankenhäusern;
  • den Bau eines Not- und Lüftungsschachts;
  • den Bau einer Park & Ride-Anlage mit 900 Plätzen;
  • Anbau von Abstellgleisen;
  • Einrichtung einer Reinigungsanlage für die Züge.

Das Team nutzte die gemeinsame Datenumgebung von Catenda (ehemals Bimsync), um das Projekt zu koordinieren.

Egis’ BIM approach

Egis is in charge of the BIM management for SYTRAL (Building Information Modeling) on this project. Since 2018, the company has involved all Construction companies in this new approach including the implementation of Bimsync.

Bimsync was set up at the beginning of the construction phase. Thanks to the cloud, all the actors involved in the project can visualize the models by themselves, contribute with their own elements, and collaborate around them. The organization and structuring of the information allowed all the participants to easily find their way through the 250 or so models that make up the digital model of the subway extension. Bimsync allows the project members to communicate via open formats, i.e. IFC (Industry Foundation Classes) and BCF (BIM Collaboration Format). Those open standards are a common language and allow all the participants to discuss around a clear common language.

 

Der BIM-Ansatz von Egis

Egis ist bei diesem Projekt mit dem BIM-Management für SYTRAL (Building Information Modeling) betraut. Seit 2018 hat das Unternehmen alle Baufirmen in diesen neuen Ansatz einbezogen, einschließlich der Implementierung von Bimsync.

Bimsync wurde zu Beginn der Bauphase eingerichtet. Dank der Cloud können alle am Projekt beteiligten Akteure die Modelle selbst visualisieren, mit ihren eigenen Elementen beitragen und zusammenarbeiten. Die Organisation und Strukturierung der Informationen ermöglichte es allen Beteiligten, sich leicht in den rund 250 Modellen zurechtzufinden, aus denen das digitale Modell der U-Bahn-Erweiterung besteht. Bimsync ermöglicht es den Projektmitgliedern, über offene Formate zu kommunizieren, d. h. IFC (Industry Foundation Classes) und BCF (BIM Collaboration Format). Diese offenen Standards sind eine gemeinsame Sprache und ermöglichen es allen Beteiligten, sich auf eine klare gemeinsame Sprache zu verständigen.

Feedback aus der Phase der Entwurfskoordination

Die Entwurfskoordination ist traditionell die Aufgabe einer spezialisierten Einheit, die für die Identifizierung von Konflikten zwischen Arbeitspaketen verantwortlich ist und dem Projektmanager und den Auftragnehmern Lösungen vorschlägt. Im Vergleich zum traditionellen CAD besteht das Building Information Modeling (BIM) aus virtuellen Gebäudeteilen und ermöglicht es, in 3D Planungsprobleme zu identifizieren, die in 2D nur schwer zu erkennen sind.

BIM bringt auch eine Reihe von Werkzeugen zur Modellanalyse und Kollisionserkennung mit sich. Das Team setzte während des Projekts Solibri Model Checker ein. Er ist mit IFC kompatibel und erforderte einen Lernprozess seitens des Synthese-Teams.

“Wenn man mit der Konflikterkennung vertraut ist, ist der Umgang mit Solibri kein Problem. Die Tatsache, dass diese Software IFC nativ verwaltet, hat es mir ermöglicht, die IFC-Struktur noch besser zu verstehen… und allen Vertretern des Unternehmens, die mit dem Syntheseprozess zu tun haben, eine “gemeinsame Sprache” zu empfehlen. Eine kleine Investition, die sich lohnt! ”

Eric PERRAS
BIM Integrator/Koordinator bei Egis

Egis beschloss, Bimsync zu verwenden, um die digitalen Modelle allen Beteiligten zu präsentieren, damit sie allen gehören und nicht nur dem Design-Koordinationsteam.

Bimsync war die Drehscheibe für den technischen Austausch und das Verwaltungsinstrument für Anpassungsanträge. Diese offene gemeinsame Datenumgebung (CDE) verfügt über ein in das Modell integriertes Tool für das Problemmanagement. Es ermöglicht den Nutzern, geolokalisierte Anmerkungen hinzuzufügen und für jede dieser Anmerkungen einen Kommentarstrang, Bilder/Diagramme, die Namen der handelnden Personen oder Unternehmen usw. zu erfassen.

Bimsync wurde schnell von den Syntheseteams sowie von den Markt- und Unternehmensmanagern angenommen. Seit Beginn des Projekts wurden 2.500 Themen geöffnet und verfolgt, darunter auch einige, um die Anpassungen im Anschluss an die “As Built”-Umfrage im Bauwesen zu berücksichtigen (siehe unten).

“Mit Bimsync konnten die Baufirma und ich alle Anpassungen der Baustelle, für die ich verantwortlich bin, austauschen, entwickeln und verwalten. Das 3D hat sich wirklich positiv auf das Projekt ausgewirkt. Ich habe es sehr geschätzt, dass einige besonders komplexe provisorische Phasen, wie die Durchfahrt der Tunnelbohrmaschine durch den Bahnhof, im Modell abgebildet wurden. So konnten wir sicherstellen, dass der Fortschritt des Bahnhofs mit den provisorischen Strukturen, durch die die TBM gleiten konnte, kompatibel war. Die Tatsache, dass wir uns selbständig in dem ständig aktualisierten digitalen Modell bewegen konnten, die verschiedenen offenen technischen Punkte leicht auffinden konnten und die getroffenen Entscheidungen in der Plattform transparent nachverfolgen konnten, ermöglichte es uns, die Qualität der Beziehungen zwischen dem Auftragnehmer und dem Projektleiter zu verbessern. Kurz gesagt: Bimsync und 3D sind allmählich das neue “Normal” in der täglichen Verwaltung der Baustelle geworden!”

Mathieu RIVOALLAN
Marktleiter Tiefbau bei Egis

Die Verwendung von Bimsync bietet zahlreiche Vorteile: einfacher Zugang (keine zu installierende Software), Rückverfolgbarkeit, strengere Verwaltung (dank Sortierung, Zuweisung von Maßnahmen, Meilensteinen) und ein hohes Maß an Zuverlässigkeit der im Modell enthaltenen Elemente.

“Bimsync (heute Catenda) ermöglichte es uns, schnell einen Workflow für das Problemmanagement einzurichten und damit die Animation der Synthese zu starten. Dank der Flexibilität des Tools waren wir in der Lage, die Organisation anzupassen, wenn neue Parteien und Anforderungen auftauchten. Die direkte Kommunikation im offenen CDE (Common Data Environment) rund um die Modelle hat uns das Schreiben von Berichten erspart, bei denen die Transkription des Austauschs oft zu Missverständnissen führt… und hat den technischen Austausch rund um die vorzunehmenden Anpassungen erheblich erleichtert!”

Rémi BATISSON
BIM Manager bei Egis

Dieser Ansatz wäre jedoch nicht möglich gewesen, wenn nicht eine Reihe von Arbeitsprinzipien innerhalb des Teams eingeführt worden wären:

  • Wöchentliche Zusammenfassungssitzungen mit ausschließlicher Nutzung der Plattform und der “Themen”, um über die getroffenen Entscheidungen zu berichten;
  • Häufige Aktualisierung der Modelle durch die Auftragnehmer;
  • Die Möglichkeit für jeden, Fragen zu stellen, sei es ein Anpassungsbedarf (z. B. “Änderung einer Reservierung”), eine Bitte um Klärung oder eine Warnung, in Übereinstimmung mit der Benutzercharta;
  • Die Entwicklung eines einfachen, aber robusten Validierungs-Workflows, der auf der Verwendung des “Status” eines Themas (offen, in Bearbeitung, in Arbeit, geschlossen, usw.) und der antragstellenden Partei basiert. Dank dieser Metadaten war es einfacher, den Status jedes “Problems” zu kennen und die Zuständigkeiten zwischen dem Projektmanagement (Designkoordinationsteam, Vertragsmanager) und den Managern des Auftragnehmers klar abzugrenzen.

Issue Workflow

Issue in Bimsync

Kontinuierliche Integration von “As-Built”-Modellen

Der bei der Erweiterung der U-Bahn-Linie B angewandte Ansatz der Gebäudedatenmodellierung (Building Information Modeling, BIM) ermöglichte es, während der gesamten Bauphase digitale Modelle des Ist-Zustandes in das digitale Modell zu integrieren.

Am Ende jeder elementaren Baumaßnahme war es besonders wichtig, darauf zu achten, dass das digitale Modell des Projekts aktualisiert wurde und somit direkt (oder fast) das tatsächlich gebaute Projekt widerspiegelt. Diese “As Built”-Informationen, die in den Austausch der Synthese-Sitzungen integriert wurden, halfen dabei, die Ausführungsstudien mit den betroffenen Bauakteuren so schnell wie möglich anzupassen.

Was sind die Vorteile dieses digitalen “Live”-Modells?

Erstens gibt es während der Bauphase weniger Schluckauf vor Ort und weniger Anpassungen in letzter Minute (Verbreiterung einer Reservierung, Anpassung eines Durchlasses usw.), wie es bei einem herkömmlichen Syntheseverfahren der Fall sein kann.

Ein weiterer Vorteil dieser Methode ist die kostengünstigere und zuverlässigere Erstellung des digitalen O&M-Modells (Operation & Maintenance model), aber auch die Bereitstellung einer ersten Version des “digitalen Zwillings” (siehe unten), die den Bedürfnissen der Betreiber und Instandhalter entspricht, sobald das Projekt in Betrieb genommen wird.

Durch die Aktualisierung des digitalen Modells während seiner Erstellung wird es zuverlässiger und stimmt besser mit der Realität überein. Sie ermöglicht eine kontinuierliche Kontrolle der Qualität der digitalen Modelle, was die am Bau Beteiligten dazu veranlasst, die Erstellung der digitalen Modelle ständig zu verbessern. Da das digitale Modell des Projekts von allen Akteuren des Teams verwendet wird, sind sie in der ersten Position, um die Fehler in den Modellen zu identifizieren und Korrekturvorschläge zu unterbreiten.

Schließlich erspart die kontinuierliche Aktualisierung des Modells dem Auftraggeber die frustrierende und potenziell kostspielige Aufgabe, das am Ende des BIM-Projekts zur Verfügung gestellte digitale Modell zu analysieren und zu prüfen. Dies ist der Zeitpunkt, an dem die Motivation der Teams nachlässt und es schwierig ist, die Informationen zu konsolidieren.

 

Andere Anwendungen des BIM-Ansatzes

Durch die Annahme eines kollaborativen Ansatzes haben die Projektakteure nach und nach weitere Verwendungsmöglichkeiten der Modelle für ihre Aktivitäten entwickelt (BIM-Verwendung”, im Vokabular der BIM-Manager). Hier sind einige Beispiele:

  • Simulation der Erfassungsbereiche der Videoüberwachungskameras: Durch die Modellierung der Sichtkegel der Kameras und die Möglichkeit, in den 3D-Modellen eine Vorschau der von jeder Kamera gebotenen Sichtfelder zu erhalten, konnten langwierige Testkampagnen vermieden und Anpassungen in letzter Minute oder sogar das Versetzen von Kameras eingeschränkt werden.
  • Die Materialisierung der Züge, die in den Bahnhöfen halten, in den digitalen Modellen. Letztere, die in den “technischen” digitalen Modellen der Bahnhöfe oft fehlen, ermöglichten es den Automatisierungsspezialisten, sich in den gesamten Kontext der Bahnhöfe hineinzuversetzen. Sie konnten die Positionierung der Zughaltepunkte überprüfen und vor der Installationsphase Anpassungen vorschlagen, die auf einem einfachen zweidimensionalen Diagramm schwer zu erkennen gewesen wären.
  • Unterstützung bei der Erstellung von Abwicklungsplänen durch die Projektleitung. Die Bauaufträge erfordern die Erstellung von Abwicklungsplänen auf der Grundlage digitaler Modelle, die mit Bimsync kadenziert aktualisiert werden. Dies ermöglichte es uns, die aktualisierten Modelle bei der Kontrolle der 2D-Pläne zu verwenden und so unser Visum zu vereinfachen und zuverlässiger zu machen, insbesondere bei der Kontrolle der Ware unter Berücksichtigung der verschiedenen von den Drittparteien über die BIM-Plattform angeforderten Reservierungen.
  • Identifizierung und Qualifizierung von Bohrzonen in Tunnelsegmenten. Die Modellierung der Segmente durch die Tiefbauunternehmen hat es ermöglicht, die mit den Bohrmöglichkeiten verbundenen Einschränkungen klarer zu kommunizieren. Außerdem konnten so die Schnittstellen zwischen den Installateuren der Tunnelausrüstung und den Bauingenieuren, die den Tunnel mit der Tunnelbohrmaschine ausheben, schneller entwickelt werden.
  • Schließlich wurden die Zugänglichkeit bestimmter empfindlicher Ausrüstungen (Feuerhydranten) für die Rettungsdienste sowie die Bedingungen für den Transport sperriger Ausrüstungen für den Einbau oder den Austausch überprüft. Die Erstellung von “leeren” Volumina in den digitalen Modellen half dem Bauteam, sich die Existenz dieser Einschränkungen während des gesamten Bauprozesses vor Augen zu halten und zu “visualisieren”. Die so in den Modellen kristallisierten Anforderungen ermöglichen es, das Risiko des Informationsverlustes bei der Abreise eines Spezialisten zu begrenzen, was bei einem Projekt dieser Größenordnung nicht selten ist!

Zum digitalen Zwilling!

Aufgrund der während der Bauphase geschaffenen Struktur könnte das digitale Modell ein “High-Fidelity”-Reflex des Geländes sein. Diese virtuelle Darstellung, der so genannte “digitale Zwilling”, besteht aus in 3D modellierten und ausgefüllten Objekten. Sie soll den Vermögensverwaltern und den für die Instandhaltung der öffentlichen Infrastruktur Verantwortlichen zugute kommen.

Obwohl er digital ist, ist dieser Zwilling ein neues, eigenständiges Gut. Damit er für die Betreiber/Instandhalter, die Asset Manager, aber auch für die Verantwortlichen für die Bauprojekte von morgen (Erweiterungen, Modernisierungen usw.) wertvoll bleibt, muss er während seiner gesamten Lebensdauer aktualisiert und verwaltet werden.

Genauso wie BIM-Managementteams benötigt werden, um die Implementierung zu unterstützen und die Produktion von BIM-Modellen während der Bauphase zu orchestrieren, werden spezielle Managementteams für digitale Zwillinge benötigt, um die Pflege der digitalen Zwillinge während der Betriebs-/Wartungsphase sicherzustellen. Und das ist nicht nur eine Frage der Technologie, der Sensoren oder des IT-Personals. Vielmehr müssen Talente an der Schnittstelle zwischen Bauwesen/Betrieb/Instandhaltung und BIM/Datenmanagement gewonnen werden.”

Nicolas FERRARA
Digital Twinning Manager für Egis’ Bahnaktivitäten