BIM von A bis Z: Prozessabläufe, Erfolgsfaktoren für die Umsetzung und Tipps aus der Praxis

Prozessmodellierung

Die Prozessmodellierung spielt eine zentrale Rolle bei der effektiven Umsetzung der BIM-Methode in Projekten. Sie fördert eine effiziente interdisziplinäre Zusammenarbeit, sichert die Konsistenz und Genauigkeit der Daten, minimiert Risiken und unterstützt ein proaktives Management. Sie ist das Rückgrat, das sicherstellt, dass alle Aspekte eines Bauprojekts - von der Planung über die Ausführung bis hin zur Instandhaltung und den Rückbau - nahtlos und effizient ablaufen. Insbesondere in der TGA ist eine strukturierte und durchdachte Prozessmodellierung unerlässlich.

Grundlagen

Weltweit hat sich der Standard BPMN (Business Process Model and Notation) als bevorzugte Methode zur Prozessmodellierung in BIM-Projekten etabliert. Dies liegt vor allem an seiner universellen Verständlichkeit und Flexibilität. BPMN bietet eine standardisierte grafische Sprache, mit der komplexe Prozesse übersichtlich und einheitlich dargestellt werden können. Dies erleichtert die Kommunikation und das Verständnis über verschiedene Fachdisziplinen und geografische Grenzen hinweg, was für den globalen und interdisziplinären Charakter von BIM-Projekten entscheidend ist. Der BPMN-Standard unterstützt somit eine effiziente und konsistente Prozessmodellierung, die für eine erfolgreiche Implementierung der BIM-Methode unerlässlich ist. In der Prozessmodellierung sind folgende Grundlagen wesentlich:

Rollenklarheit: Alle Beteiligte müssen die jeweiligen Aufgaben und Verantwortlichkeiten genau kennen, um effizient zusammenarbeiten zu können.

Granularität der Aufgaben: Aufgaben sollten detailliert genug sein, um Klarheit zu schaffen, aber so einfach wie möglich, um Überforderung zu vermeiden.

Standardisierung von Schnittstellen und Zuständigkeiten: Es ist wichtig, Schnittstellen zwischen verschiedenen Bereichen zu identifizieren und Verantwortlichkeiten klar zu definieren.

Integrale Abstimmung: Alle Prozesse sollten kontinuierlich auf das Gesamtziel des Projekts abgestimmt und bei Bedarf angepasst werden.

Diese Grundsätze gewährleisten eine effiziente und zielgerichtete Umsetzung von BIM-Projekten, insbesondere in komplexen Bereichen wie der TGA.

Hinweise mit Blick auf TGA

Im Kontext der TGA innerhalb von BIM-Projekten sind spezifische Aspekte in der Prozessmodellierung zu beachten, um eine effiziente Bearbeitung und Koordination zu gewährleisten:

Entscheidung zwischen Einzel- und Gesamtvergabe: Je nach Projektgröße und Komplexität kann zwischen einer Einzelvergabe der TGA-Gewerke oder einer Gesamtvergabe an einen Generalunternehmer/ -planer gewählt werden. Während die Einzelvergabe eine detailliertere Koordination mehrerer Beteiligter erfordert, ermöglicht die Gesamtvergabe eine zentrale Steuerung durch einen Beteiligten (zu beachten ist, dass die Anwendung der BIM-Methode die Frage zur Vorkoordination der TGA nicht löst).

Frühzeitige Einbindung aller Beteiligten: Die Einbindung aller Beteiligten, einschließlich der Betreiber bereits in der Planungsphase ist entscheidend, um alle Anforderungen und Perspektiven von Anfang an zu berücksichtigen.

Genauigkeit der Modellierung: Der richtige Ausarbeitungsgrad (Level of Development, LOD) im BIM-Modell sollte ganzheitlich abgestimmt werden. Die identifizierten Schnittstellen und insbesondere die Data Drops (neuralgische Punkte zwischen AG und AN) sind dahingehend zu beachten.

Diese Aspekte tragen dazu bei, die spezifischen Herausforderungen der TGA in BIM-Projekten effektiv zu adressieren und eine reibungslose sowie effiziente Projektabwicklung sicherzustellen.

BIM-Rollen

Im Laufe des BIM-Lebenszyklus existieren verschiedene BIM-Rollen, die nachfolgend überblicksartig erklärt werden. Diese agieren zu verschiedenen Zeitpunkten im Lebenszyklus, wie Bild 1 darstellt. Insbesondere das auftraggeberseitige BIM-Management und die BIM-Nutzung ist bereits zu Beginn des Projektes (Vorbereitung) einzubeziehen. Zu beachten ist bei den Begriffen, dass sich in der Praxis und Standardisierung andere Begrifflichkeiten herausgebildet haben. Diese sind in Tabelle 1 dargestellt.

BIM-Management

Das BIM-Management stellt die Rolle mit den umfangreichsten BIM-Kenntnissen dar und hat auf unterschiedlichen Ebenen verschiedene Aufgaben und Pflichten. Dementsprechend ist es notwendig, dass das BIM-Management bereits umfassende Erfahrung mit der BIM-Methodik gesammelt hat. Je nach Auftraggeber kann es auch notwendig sein, diese Fähigkeiten anhand von Zertifikaten (z. B. über buildingSMART oder VDI) nachzuweisen. (Bisherige ­Erfahrungen haben zudem gezeigt, dass die isolierte Erlangung dieses Spezialwissens via Zertifikaten/Fortbildungen nicht ausreicht, um den Erfordernissen der Praxis zu genügen).

Es existieren drei mögliche Rollen für das BIM-Management:

Das auftraggeberseitige BIM-Management vertritt die Interessen des Bauherrn für die Dauer eines Bauprojekts. Es ist notwendig das BIM-Management von Beginn an einzubeziehen und insbesondere bei der Erstellung der AIA (vgl. den ersten Artikel dieser Serie) als Unterstützung heranzuziehen.

Das auftragnehmerseitige BIM-Management entwickelt und verantwortet die Umsetzung der BIM-Methode des jeweiligen Planers, innerhalb dessen Organisation, tritt jedoch im Projekt meist „lediglich“ als BIM-Koordination auf (bspw. BIM-Management eines Fachplaners für TGA).

Ein BIM-Management speziell für das Facility Management verantwortet die Informationsverwaltung für die Phase des Betriebs. Diese Form des BIM-Managements tritt in der Praxis jedoch relativ selten auf.

BIM-Koordination

Es muss in jedem Projekt ein Gesamtkoordinator existieren, diese Rolle nimmt dann die Person ein, die die Gesamtkoordinierungspflichten innehat. Diese wird zwischen dem BIM-Management und der BIM-Koordination in die Hierarchie integriert. Dies ist in Bild 2 dargestellt. Die BIM-Koordination hat hierbei die Aufgaben, den AIA zu sichten und zu bewerten, die Ausarbeitung des BAPs (basierend auf den AIA) zu übernehmen und Standards zur Abstimmung der Schnittstellen zu entwickeln. In der Planung und Ausführung leitet die BIM-Koordination die Koordinationsbesprechungen, trifft Absprachen mit den anderen Fachplanungen, stellt die Qualität der Daten und Informationen sicher und kontrolliert die im BAP erarbeiteten Standards und Vorgehensweisen. Darüber hinaus dokumentiert die BIM-Koordination, z.B. bei der Qualitätssicherung, der Fortschreibung der Dokumente (insb. BAP) und den Schnittstellen in Richtung der Nutzung.

BIM-Autorenschaft

Die BIM-Autorenschaft übernimmt die Hauptverantwortung für die Erstellung der BIM-Modelle und die Verlinkung der relevanten Daten und Information. Die BIM-Autorenschaft arbeitet mit der BIM-Koordination zusammen und dieser zu. Je nach Unternehmen und Projektkomplexität haben sich unterschiedliche Strukturen entwickelt, welche Aufgaben die BIM-Autorenschaft im Detail übernimmt.

Wesentliche Aufgabe der BIM-Autorenschaft ist jedoch die Lieferung der Planungsergebnisse zu den jeweiligen Meilensteinen. Hierfür erstellt sie in der Planung und Ausführung federführend Informationscontainer und Ergebnisse, prüft und hält die Vorgaben aus dem BAP ein. Eine weitere wesentliche Aufgabe der BIM-Autorenschaft stellt die Dokumentation dar, bei der die Informationen so angereichert werden, dass die die Informationsanforderungen für die Nutzung erfüllen.

BIM-Nutzung

Unter die BIM-Nutzung fallen mehrere Rollen, die die Informationen, die von den anderen Rollen definiert, strukturiert und erarbeitet werden, nutzen. Dies können beispielsweise Bauherrenvertreter (wie Projektsteuerung oder Rechtsberatungen) sowie das Facility Management oder Gutachter bzw. Sachverständige sein. Diese Personen haben nur Leserechte und damit keine Schreibrechte, sie können also keine Änderungen in den Modellen vornehmen. Falls auf der Seite der BIM-Nutzung Anforderungen an die Modelle auftreten, geben sie die Definition von Anforderungen an die BIM-Koordination weiter.

Integration von Daten in Prozessen

Bei der Anwendung der BIM-Methode spielt die Datenintegration eine Schlüsselrolle, insbesondere in der TGA. Eine effiziente Datenintegration in BIM-Prozessen ermöglicht es, komplexe Informationen präzise und übersichtlich zu verwalten und stellt sicher, dass alle Beteiligten Zugriff auf die benötigten Daten haben. Die Integration von Daten in Prozesse umfasst verschiedene Dimensionen:

Konsistenz und Zugänglichkeit: Daten müssen konsistent und für alle Projektbeteiligten zugänglich sein. Dies erleichtert die Zusammenarbeit und stellt sicher, dass alle auf der gleichen Informationsbasis arbeiten.

Datenflussmanagement: Ein strukturierter Datenfluss zwischen den verschiedenen Projektphasen und beteiligten Disziplinen ist entscheidend. Dazu gehört die effiziente Weitergabe von Informationen von der Planung über die Ausführung bis hin zu Betrieb und Instandhaltung, insbesondere in der phasenweisen Beauftragung von Leistungen verschiedener Unternehmen.

Standardisierung und Interoperabilität: Die Verwendung standardisierter Datenformate und -banken ist entscheidend, um die Interoperabilität zwischen verschiedenen BIM-Werkzeugen und -Systemen zu gewährleisten. Dies erleichtert den Austausch von Daten und Informationen zwischen verschiedenen Softwareanwendungen und Projektbeteiligten.

In den folgenden Abschnitten werden zwei spezifische Aspekte der Datenintegration vorgestellt: LOD (Level of Development), eine Kombination aus LOG (Level of Geometry) und LOI (Level of Information) und seine Bedeutung für die TGA sowie das Information Delivery Manual (IDM) als Werkzeug für ein effizientes Datenmanagement. Diese Konzepte sind grundlegend für das Verständnis, wie Daten effektiv in BIM-Prozesse integriert und genutzt werden können, um eine optimale Planung, Ausführung und Verwaltung von TGA-Projekten zu gewährleisten.

LOD = LOG + LOI und seine Bedeutung für TGA

In der TGA ist die Definition und Anwendung des LOD von entscheidender Bedeutung. Der LOD beschreibt den Ausarbeitungsgrad eines BIM-Modells in den verschiedenen Phasen des Bauprojekts und ist ein Schlüsselfaktor für eine effiziente Modellierung und Datenverwaltung.

Bei der Erstellung des BIM-Abwicklungsplans (BAP) muss eine klare LOD-Definition vereinbart werden. Diese Vereinbarung legt fest, wie detailliert die geometrischen Darstellungen (LOG) und wie umfangreich die begleitenden Informationen (LOI) in den verschiedenen Projektphasen objektspezifisch sein sollen. Eine sorgfältige Planung und Abstimmung des LOD ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die Modelle den Anforderungen der jeweiligen Projektphase entsprechen.

Die konkrete Ausarbeitung der LOD-Inhalte muss phasen- und anwendungsspezifisch erfolgen. In der TGA bedeutet dies vereinfacht, dass die Modelle in der Planungsphase einen anderen Detaillierungsgrad und andere Informationen benötigen als in der Ausführungs- oder Betriebsphase. Ziel ist es, ein Gleichgewicht zu finden, um in den Modellen „so wenig wie möglich und so viel wie nötig“ zu modellieren. Dieser Ansatz fördert die Effizienz, indem er sicherstellt, dass die Modelle nicht überladen sind und gleichzeitig alle für die Planung, Ausführung und Instandhaltung erforderlichen Informationen enthalten.

Die sorgfältige Definition und Anwendung des LOD trägt wesentlich zur Optimierung des Modellierungsprozesses bei. Sie ermöglicht einen effizienten Ressourceneinsatz, verbessert die Kommunikation zwischen den Projektbeteiligten und erhöht letztendlich die Qualität und Genauigkeit des gesamten Bauprojekts.

Bei der Festlegung der LOD-Definition in BIM-Projekten, insbesondere in der TGA, ist die Identifizierung und Definition von Schnittstellen durch Prozessdiagramme von entscheidender Bedeutung. Diese Prozesse ermöglichen es, genau zu bestimmen, welche Informationen und welcher Ausarbeitungsgrad an den Schnittstellen zwischen den verschiedenen Gewerken und Projektphasen benötigt werden:

Identifikation der Schnittstellen: In den Prozessdiagrammen werden kritische Schnittstellen zwischen verschiedenen Projektbeteiligten und Arbeitsphasen identifiziert. Dies bildet die Grundlage für die Definition der LOD-Inhalte.

Klare Definition der Anforderungen: An diesen Schnittstellen werden die spezifischen Anforderungen an Informationen und Ausarbeitungsgrad definiert. Dies stellt sicher, dass die LOD-Definition genau auf die Bedürfnisse an diesen kritischen Punkten zugeschnitten ist.

Dynamische Anpassung: Die Definitionen an den Schnittstellen sind flexibel und können im Projektverlauf angepasst werden, um Änderungen oder neue Erkenntnisse zu berücksichtigen.

Dieser fokussierte Ansatz an den Schnittstellen innerhalb der LOD-Definition stellt sicher, dass die benötigten Informationen präzise und effizient bereitgestellt werden, was zu einer verbesserten Koordination und Qualität im gesamten BIM-Projekt beiträgt.

In der Praxis stoßen Planende bei der Anwendung von LOD-Definitionen in BIM-Projekten, insbesondere in der TGA, auf Herausforderungen im Umgang mit Hersteller-Objektbibliotheken. Ein zentrales Problem ist, dass viele Hersteller die spezifischen LOD-Anforderungen nicht berücksichtigen und oft nicht genau wissen, welche Informationen die Planenden benötigen:

Hoher geometrischer Detaillierungsgrad (LOG): Viele Herstellerbibliotheken bieten Objekte mit einem geometrischen Detaillierungsgrad an, der für die frühen Planungsphasen oft zu hoch ist. Dies kann zu unnötiger Komplexität und Bearbeitungsaufwand führen.

Fehlende Parametrisierung: Die Erstellung parametrisierbarer Bauteile, die für eine flexible Anpassung im BIM-Prozess entscheidend sind, stellt für viele Hersteller noch eine große Herausforderung dar.

Eigene Bibliotheken der Planenden: Aufgrund dieser Einschränkungen entwickeln viele Planungsbüros eigene Objektbibliotheken. Dies ist jedoch oft mit hohen Kosten verbunden und kann zu einer eingeschränkten Perspektive führen, da meist nur die spezifischen Anforderungen des eigenen Fachbereichs berücksichtigt werden.

Diese Situation unterstreicht die Notwendigkeit einer engeren Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Planenden, um Objektbibliotheken zu entwickeln, die den LOD-Anforderungen gerecht werden und gleichzeitig eine effiziente und präzise Planung in BIM-Projekten ermöglichen.

IDM als Werkzeug für effiziente Datenverwaltung

Das Information Delivery Manual (IDM) gemäß DIN EN ISO 29481 ist ein unverzichtbares Werkzeug für ein effizientes Datenmanagement in BIM-Projekten, insbesondere in der TGA. Um seine volle Wirksamkeit zu entfalten, muss ein IDM mindestens verschiedene Schlüsselelemente enthalten:

Prozessdiagramme: Das IDM sollte mindestens ein Prozessdiagramm enthalten, das die verschiedenen Projektphasen und die darin erforderlichen Informationsflüsse visualisiert. Diese Diagramme erleichtern das Verständnis komplexer Prozesse und Schnittstellen im Projekt (siehe vorher).

Datenaustauschanforderungen: Das IDM definiert genau, welche Daten wann, in welcher Schnittstelle ausgetauscht werden müssen. Diese Anforderungen sind entscheidend, um sicherzustellen, dass alle Beteiligten die benötigten Informationen rechtzeitig erhalten.

Für die im Projekt identifizierten Schnittstellen müssen spezifische Datenaustauschanforderungsmodelle entwickelt werden. Diese Modelle spezifizieren, objektspezifisch wie Daten an den Schnittstellen zwischen verschiedenen Gewerken, Phasen und Beteiligten gehandhabt und ausgetauscht werden sollen.

Ein simples Beispiel zeigt das Prozessdiagramm in Bild 3, für die Datenaustauschanforderungen und dessen -modell an der ersten Schnittstelle, siehe Tabelle 2 und 3. Durch die Integration dieser Elemente wird das IDM zu einem umfassenden und effektiven Werkzeug, das ein strukturiertes und effizientes Datenmanagement ermöglicht. Es verbessert nicht nur den Informationsfluss und die Zusammenarbeit zwischen den Projektbeteiligten, sondern trägt auch wesentlich zur Effizienzsteigerung und Qualitätsoptimierung in BIM-Projekten bei, insbesondere im Hinblick auf die spezifischen Herausforderungen und Anforderungen der TGA.

Fazit und Ausblick

Eine sorgfältige Abstimmung und Modellierung der Prozesse trägt wesentlich zum Erfolg von BIM-Projekten bei. Es ist von grundlegender Bedeutung, dass die Rollen und die Anforderungen an die Informationsbereitstellung genau definiert werden, damit die beteiligten Fachleute ihre Rollen erfolgreich wahrnehmen können. Eine solche Definition und Standardisierung von Schnittstellen sensibilisiert alle Beteiligten für die Notwendigkeit, bei der Anwendung der BIM-Methode ein umfassendes und gut verwaltetes Datenmodell zu erstellen und zu pflegen. Die daraus resultierende Zentralisierung und Verfügbarkeit von Daten und Informationen hat das Potenzial, die Effektivität und Effizienz in der Bauindustrie deutlich zu steigern.

Für die Zukunft ist es unabdingbar, dass sich auch die TGA aktiv an der Gestaltung und Integration spezifischer Prozesse und Rollen in die BIM-Prozesslandschaft beteiligt. Insbesondere die TGA-spezifischen Planungs- und Ausführungsprozesse von Gebäuden müssen nahtlos in die BIM-Struktur integriert werden, um die Leistungsfähigkeit und den Nutzen von BIM voll ausschöpfen zu können. Damit wird BIM nicht nur die Planungs- und Bauphase revolutionieren, sondern auch einen nachhaltigen Mehrwert für den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden schaffen.