BIMprove – Sichere und effiziente Baustellen

BIMprove nutzt die Leistung der hochmodernen Digitalen Zwillingstechnologie, um Baustellen in die Revolution der Industrie 4.0 zu führen.

Catenda ist ein Partner des EU Horizon 2020 Projekts BIMprove. Das im September 2020 gestartete Projekt BIMprove ist eine Initiative, die durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union unter der Fördervereinbarung Nr. 958450 finanziert wird. Das Hauptziel des Projekts ist es, die Sicherheit und Effizienz auf der Baustelle zu erhöhen.

Um dies zu erreichen, wird eine Reihe spannender Technologien auf eine neue und innovative Weise eingesetzt. Die wichtigsten Beispiele sind Digital Twins, Open BIM, Laserscanning, Photogrammetrie, Punktwolken, IoT-Sensoren, Lokalisierungstechnologien, AR, VR und maschinelles Lernen. Das liest sich fast wie eine Wortwolke aus coolen Technologien. Aber innerhalb des Projekts arbeiten sie sehr gut zusammen und geben uns Werkzeuge, um unsere ehrgeizigen Ziele zu erreichen.

Die Schlüsselrolle von Catenda besteht darin, die “geschichteten Dienste” zu entwickeln. Open BIM (Industry Foundation Classesund BIM Collaboration Format) werden die zentralen Technologien sein, damit alle Teile zusammenarbeiten. Die interaktiven 2D- und 3D-Viewer von Catenda Hub (zuvor Bimsync), der Modellserver und der BCF-Server (BIM Collaboration Format) werden zusammen mit den anderen Technologien eingesetzt.

Das Projekt hat sehr ehrgeizige Ziele, darunter die Automatisierung von Fortschritts- und Qualitätsberichten, die Erhöhung der Genauigkeit von Terminvorhersagen um 20 % und die Senkung der Baukosten um 20 %. Wie wird dies möglich sein? Diese Diskussion wird mehrere Teile umfassen. Der aktuelle Artikel befasst sich mit den Auswirkungen von Open BIM und den Zeitplänen auf der Baustelle.

Auswirkungen von Open BIM

Heutzutage wird vor dem Beginn der physischen Produktion auf der Baustelle ein digitales Modell erstellt, das die geplante endgültige Form des Gebäudes und die wichtigsten Systeme zeigt. Bei diesen digitalen Modellen handelt es sich immer häufiger um BIM-Modelle (die 2D-Tools wie AutoCAD ablösen). Wir gehen davon aus, dass das Bauprojekt während des gesamten Zusammenarbeitsprozesses aktiv offene BIM-Modelle und insbesondere Industry Foundation Classes (IFC) verwendet. Zum Zeitpunkt des physischen Baubeginns sind ein Baustellenmodell, ein Architekturmodell, ein Strukturmodell und mehrere Modelle aus den anderen Bereichen erforderlich. Es ist nicht ungewöhnlich, dass größere Bauprojekte 25 oder mehr Domänenmodelle haben. Im Idealfall wäre der gesamte Entwurf abgeschlossen, bevor mit dem eigentlichen Bau begonnen wird. In der Praxis ist dies jedoch fast nie zu 100 % der Fall.

Sometimes requirements such as short deadlines make it beneficial to start construction before all designs are ready because it makes sense from an economic point of view. Manchmal ist es aufgrund von Anforderungen wie z. B. kurzen Fristen vorteilhaft, mit dem Bau zu beginnen, bevor alle Entwürfe fertig sind, weil dies aus wirtschaftlicher Sicht sinnvoll ist. Andere Gründe können darin liegen, dass Fehler in einem Domänenmodell entdeckt werden oder wie die Domänenmodelle zusammenarbeiten. Darüber hinaus können sich die externen Faktoren eines Projekts ändern. Der Kunde kann seine Meinung ändern, Vorschriften können sich ändern, unerwartete Bedingungen können vor Ort entdeckt werden, oder ein Bauprodukt ist nicht verfügbar. In der Praxis kommt es während der Bauphase immer wieder zu Änderungen an den Entwurfsmodellen, und das von BIMprove bereitgestellte System hilft bei der Bewältigung dieser Situationen.

Architekten, Ingenieure und andere Experten entwerfen die BIM-Modelle mit ihren eigenen CAD-Werkzeugen (Computer Aided Design). Es gibt drei verschiedene Arten von Software: 1) die sehr bekannten, die für die größten Disziplinen verwendet werden, 2) weniger bekannte Tools, die nur in wenigen Ländern verwendet werden, und 3) neue Software. Eine gute Sache für BIMprove-Workflows ist, dass die Qualität des IFC-Exports der am häufigsten verwendeten CAD-Tools in den letzten Jahren viel besser geworden ist. Es ist zu erwarten, dass dies durch strengere Zertifizierungsprozesse weiter verbessert wird, dank der Arbeit von buildingSMART International (freiwillig, aber es gibt der CAD-Software ein Zertifikat, das für einige Kunden wichtig ist).

BIMprove hat natürlich nicht den Ehrgeiz, CAD-Werkzeuge zu schaffen. Aber die existierenden Werkzeuge sind entscheidend, da ihr Export (zusammen mit den Konstruktionsplänen) unser wichtigster Input ist. Die verschiedenen Domänenmodelle werden im IFC-Format in den Modellserver (Catenda Hub (zuvor Bimsync)) importiert. Danach stehen die Modelle über Application Programming Interface (API) zur Verfügung (für Datenabfragen und WebGL-Visualisierung).

Siehe Artikel: Wie unterstützen APIs die Innovation bei einem Open CDE?

Baustellenzeitpläne

Ein weiterer wichtiger Input für das System sind die Baustellenpläne. Bei einem einzelnen Projekt gibt es die Pläne auf verschiedenen Ebenen und mit unterschiedlichen Umfängen und Zeithorizonten. In der Regel gibt es einen offiziellen Zeitplan auf hoher Ebene, der sich möglicherweise nicht ändert, und mehrere detailliertere Zeitpläne, die aufgrund der dynamischen Entwicklung des Bauprojekts aktualisiert werden.

Für die Zwecke von BIMprove werden vor allem Informationen über die geplante Bautätigkeit auf Tagesebene benötigt, die sich idealerweise auf bestimmte Gebäudeteile beziehen, an denen gerade gearbeitet wird. Auf dieser Grundlage können wir die Drohnen- und Roboterscans und die automatische Überwachung im Hinblick auf Sicherheit, Korrektheit und Fortschritt planen.

Die Baustellenpläne können in mehreren verschiedenen Formaten vorliegen. IFC unterstützt 4D-Informationen, und Synchro kann IFC-Dateien mit 4D-Informationen exportieren. Idealerweise würden wir die Zeitplaninformationen bei allen Bauprojekten auf diese Weise erhalten, da sie dann in einem offenen Format vorliegen, das wir auch für andere BIM-Zwecke verwenden. Die 4D-Aufgaben in IFC können auch Informationen darüber enthalten, auf welche Bauelemente sie sich beziehen. Allerdings ist 4D IFC nicht bei jedem Projekt verfügbar. Und wenn dieses Format verwendet wird, dann oft nur für die höchsten Ebenen der Planung und Visualisierung des Bauprojekts. Wir haben den Ehrgeiz, Planungen sowohl im 4D IFC- als auch im Microsoft Project (.mpp)-Format in das BIMprove-System zu importieren.

Das BIMprove-Team

Das Team hinter BIMprove besteht aus 12 europäischen Partnern. Sie kommen aus Norwegen, Spanien, Deutschland, der Schweiz, Finnland und Griechenland. Gemeinsam decken sie alle Schlüsselbereiche der Wertschöpfungskette im Bauwesen ab.

Stand

Der aktuelle Status von BIMprove ist, dass wir kurz vor unserem ersten Labortest (September 2021) stehen und auf der Grundlage der Ergebnisse den Entwicklungsplan anpassen werden.

Dag Fjeld Edvardsen, Mitbegründer von Catenda.