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BIM - der neue heilige Gral?!

Spielregeln für ein erfolgreiches integrales Projekt mittels BIM

„Die Projektabwicklung erfolgt mittels BIM“. „Für das Projekt sind vom Planer BIM-gestützte Methoden anzuwenden“. „Das Projekt erfordert einen BIM-Koordinator, der vom Auftragnehmer zu stellen ist.“ Wenn Sie diese Zeilen in den letzten Monaten in Ausschreibungen gelesen haben, können Sie sicher sein, dass sich in der Betrachtung des jeweiligen Erstellers alle Probleme, auch die, von denen dieser bisher nichts wusste, sich mittels dem Einsatz von Building Information Modeling (BIM) lösen lassen. Hier werden Sie leider enttäuscht.

Die Anwendung von BIM ist auch nicht bei jedem Projekt geeignet. Wie bei jedem Projekt gibt es auch hier Spielregeln, ohne die ein Projekt – sei es mittels BIM oder konventioneller Planung abgewickelt – nicht funktioniert.

In den 1990er-Jahren gab es im Ver­einigten Königreich die ersten ernst-, wenn auch zaghaften Versuche, Zusammenarbeit in Bauprojekten von tönernen Füßen auf ein stabiles Fundament zu bringen. Grund waren erhebliche Mängel in Qualität und Effizienz und die Befürchtung der Politik, dass man im internationalen Vergleich schlichtweg nicht wettbewerbsfähig genug sei. Eine interessante Hintergrundinformation dazu ist, dass die britische Bauindustrie keinerlei Notwendigkeit zu einer Veränderung sah – die Geschäfte liefen, man gab sich mit den wenigen Prozenten oder gar Promille Gewinn zufrieden. Die Politik sah sich gezwungen, verschiedene Kommissionen zu gründen und gab die sogenannten Egan- und Latham-Reporte heraus. Die jeweiligen Ergebnisse wurden direkt dem stellvertretenden Premierminister berichtet, was zur damaligen Zeit nicht Usus war und die Brisanz des Themas zeigt. Es war zwar in Großbritannien möglich, für die damaligen Verhältnisse „gut“ zu bauen, aber es gab laut Sir John Egan „große Mängel in der Profitabilität und in der Zusammenarbeit der einzelnen Parteien, die am Bau beteiligt sind“ [1]. Die Hauptfrage des Reports „Warum können Bauherr und Baufirma nicht verlässliche Partner in allen Phasen des Bauprojektes sein?“ ist eine der Kernfragen, die es grundsätzlich in jedem Bauprojekt zu beantworten gilt, wobei es aber nur in den wenigsten Fällen eine zufriedenstellende ­Antwort gibt. Diese Frage wird seit Jahrzehnten nicht schlüssig beantwortet.

Menschliche Hand, die ein Touchpad bedient
Quelle: vege - Fotolia.com
BIM ist eine Planungsmethode, die hervorragend geeignet ist, integrale und iterative Planung in Projekten zu einem Kooperationsstandard der Projektarbeit zu machen und für alle Beteiligten Mehrwert zu generieren.

Die beiden zur damaligen Zeit sehr einflussreichen Reporte waren vom Prinzip absolut richtig, nur waren die doch sehr hehren Ziele mit den damaligen Methoden, der damaligen Informationstechnologie und Kompetenzen, schlicht nicht umsetzbar. Der Nachfolgerreport „Accelerating Change“, bei dem nebenbei erwähnt alle Parteien des Bauprozesses beteiligt waren – von Bauarbeiter bis Eigentümer – setzte weitere hohe Ziele wie zum Beispiel, dass innert fünf Jahren 50 Prozent aller Bauprojekte mittels integralen Planungsteams und optimierten Warenverkehrsflüssen gesteuert werden sollen. Diese Zahl wurde vermutlich nicht erreicht, jedoch bestätigte sich, dass die Projekte, bei denen diese Techniken angewendet wurden, besser abgewickelt wurden [2]. Die technologischen Hilfsmittel waren jedoch auch in diesem Fall schlichtweg noch nicht in dem Ausmaß bereit, wie man sie gebraucht hätte. Die Entwicklung hinkte den Anforderungen hinterher.

Die geringe Leistungs- und Weiterentwicklungsfähigkeit der Bauindustrie zeigt auch ein Chart des amerikanischen Forschers und Gründers des CIFE Instituts in Stanford, Paul Teicholz, der 2012 die Produktivität der (amerikanischen) Bauindustrie mit anderen Industriezweigen verglich. Quintessenz ist, dass sich in den letzten 40 Jahren wenig oder nichts getan hat – nein, es ist sogar eine rückläufige Tendenz festzustellen. Auch trotz der Einführung von BIM und VDC gab es keine signifikanten Änderungen im Geschäftsmodell. Eine Ironie der Geschichte ist ganz nebenbei, dass der erste vollautomatische Rechner von einem Bauingenieur gebaut wurde – seitdem hat sich anscheinend nicht mehr viel getan [3].

Es ist daher kein Wunder, dass erhebliche Anstrengungen und Weiterentwicklungen aus dem Vereinigten Königreich stammen, wenn es um BIM geht. So hat die öffentliche Hand in Großbritannien durchgesetzt, dass BIM ab 2016 bei allen staatlichen Bauprojekten angewendet werden muss – und zwar in jedem Projekt, auch bei Bauen im Bestand, Sanierungen und im Neubau. Um die Praktikabilität sicherzustellen, wurde 2011 ein Katalog mit Maßnahmen, Prozessen und Anleitungen, der sogenannten „Government Construction Strategy“, publik gemacht, welche Kriterien sie ab 2016 nutzt, um Bauprojekte zu submittieren und durchzuführen [4]. Genügend Zeit also, Projektgrundlagen zu schaffen und sie den Marktteilnehmern auch entsprechend näherzubringen und auch zu vermitteln. Ob der nächste Report „Construction 2025“, der nun verstärkt den ­Focus „Menschen“ hat, zu mehr Enthusiasmus und Innovation in der Bauindustrie führt, wird man sehen.

Grafik, welche die Produktivität in der Bauindustrie zeigt.
Quelle: PBK AG
Der Einsatz automatisierter Standardprozesse hat in der Bauindustrie noch keinen Einzug gehalten.

In diesem Zusammenhang wird in Großbritannien auch immer darauf hingewiesen, dass BIM ein Planungstool und eine Grundeinstellung für ein Projekt ist. In Deutschland sieht die Welt grundlegend anders aus. Das Fraunhofer-Institut gibt in der „FUCON“-Studie an, dass 20 Prozent der am Bau betei­ligten diese Methode gar nicht kennen und „die Planung mit ­Gebäudeinformationsmodellen nicht im Alltag von Planungsbüros verankert ist. Die meisten Büros sind mit 2D-Dateien und Papierplänen zufrieden und sehen auch keinen Anlass, sich mit anderen Planungsmethoden zu befassen“. Jedoch fänden es die „befragte(n) Fachplaner, Wissenschaftler und Ausfüh­renden…zielführender…früher in Bauvorhaben integriert zu werden“ [5].

Woher kommt diese Diskrepanz in der Wahrnehmung, dass man einerseits sich nicht eingebunden fühlt, aber selber integrierende Methoden nicht kennt, kennenlernen will oder unsicher ist, ob es der richtige Weg ist? Ist BIM aufgrund dieser Unsicherheit und Unwissenheit ein Unwort, welches gedankenlos von vielen Planungsbeteiligten verwendet wird? Fachplanern ist es nicht zu verübeln, dass sie meist mit Schulterzucken antworten, ob sie denn BIM anwenden oder BIM kennen.

Building Information Modeling (BIM) - eine Definition

Es wird nicht in Betracht gezogen, was BIM eigentlich leisten kann und was es bedeutet, und vor allem, was es in immer komplexer wirkenden Projekten bewirken kann. Es ist nämlich eine Planungsmethode, die hervorragend geeignet ist, integrale und iterative Planung in Projekten zu einem Kooperationsstandard der Projektarbeit zu machen, Mehrarbeit zu vermeiden und für alle Beteiligten Mehrwert zu generieren. BIM steht für einen koordinierten, kommunikativen und kontinuierlichen Austausch an Informationen. BIM ist nicht der Stein der Weisen, sondern eine dezidierte Planungsmethode, die in gewissem Maß mehr Planungspuffer und eine schnellere Bauzeit verschafft. Nicht, weil man BIM einsetzt, wickelt man ein Projekt schneller ab, sondern mit den Erkenntnissen, die man mittels BIM gewinnt. Dafür benötigt es aber Grundvoraussetzungen, denen sich die Planungsbeteiligten bewusst sein müssen.

Nehmen wir ein konventionell abgewickeltes Bauprojekt, bei dem es zehn Planungsbeteiligte gibt. Jeder Planer muss die für ihn wichtigen Informationen besorgen und korrespondierende Informationen weitergeben. Dazu werden Pläne (meist dazu in kurzer Bearbeitungszeit) erstellt, die an die Kollegen weitergegeben werden mit der Bitte um Korrektur. Lange Warteschleifen entstehen, in denen „trial and error“ vorherrscht. Man plant in der Gewissheit, dass sich Änderungen ergeben und plant unter Umständen auch nicht in der Tiefe, die das Projekt benötigt, um entsprechend belastbar zu sein. Oft entstehen Fehler aus unterschiedlichen Referenzebenen oder dem oft in Planungs­sitzungen gehörten Sätzen „Das ist nicht in unserem Leistungsumfang enthalten“ „Wir dachten, XYZ plant dies“, etc. Umfangreiche Schnittstellenlisten, die leicht hunderte Zeilen umfassen und niemand wirklich liest, sind die Resultate. Planungsalltag, möchte man meinen – aber warum machen wir uns das Leben in der Baubranche selber schwer?

Als „Advocatus diaboli“ muss man allerdings in den Raum stellen, dass digitales Planen und Bauen in keiner Weise den ­gesunden Menschenverstand ersetzt. Nicht alles, was in 3D ­gezeichnet wird, ist BIM, und nicht alles, was BIM kann, ist sinnvoll. Auch ist BIM nicht bei jedem Projekt sinnstiftend. Mittels dreidimensionalen Gebäudeinformationsmodellen können Friedhöfe von Daten erzeugt werden, die weder sinnvoll noch verwendbar sind, da als Nachteil jedes Bauteil mit Informationen so überladen wird, dass nicht nur Dateigrößen exorbitant steigen, sondern auch der Verwendungsgrad und die Verwendbarkeit des Modells sinkt – der Autor nennt dies reziproker Informationsüberschuss. Eine klare Festlegung und entsprechende Strukturierung von auszuwertenden Daten ist daher essentiell für den Erfolg eines Projektes, das digital geplant wird. Das Modell muss dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst werden.

Ein Modell in der Kostengrobschätzung hat andere Voraussetzungen an Genauigkeit, als ein Modell für den Kostenvoranschlag oder die Kostenberechnung.

Die Planungsbeteiligten müssen sich dementsprechend vor allem zu Beginn eines Projektes bewusst sein, dass unterschiedliche (Software)Standards, Herangehensweisen, Interessen und Wissensebenen aufeinandertreffen, welche es zu überlagern und integral im Team zu nutzen gilt. In der eingangs erwähnten Fraunhofer-Studie beklagen im Durchschnitt über 70 Prozent der beteiligten Umfragegruppen, dass es „aufgrund unterschiedlicher Software und fehlender Austauschformate zu Schnittstellenproblemen zwischen den beteiligten Partnern kommt“. Dies führt neben persönlicher Frustration auch zu Mehrkosten und Nacharbeiten. Grundsätzlich kann festgehalten werden, dass es aufgrund der starken Fragmentierung auf dem Planungssektor auf absehbare Zeit nicht möglich sein wird, dass alle Fachplaner parallel an einem Modell arbeiten. Das müssen sie aber auch nicht!

Als logische Konsequenz nur kann von großem Nutzen sein, dass einzelne Planungsbeteiligte ihre Fachmodelle in ihren jeweiligen 3D-fähigen Programmen erstellen – den Programmen, die sie am besten beherrschen. Diese werden anschließend sukzessive über entsprechende Austausch- und Exportschnittstellen via IFC oder dem entsprechenden nativen Format von einem BIM-Koordinator (der nebenbei ein komplett undefiniertes ­Berufs- und Haftungsbild aufweist) zusammengefügt.

Weitergehende Informationen werden mittels dem zum Bauelement eindeutigen GUID in einer separaten Datenbank gespeichert, so dass nur wenige Grundinformationen in den Modellen selber enthalten sind. In der Datenbank werden dann, vergleichbar mit einer Türliste, alle notwendigen Informationen eingespeist. Beispielhaft kann das für eine Wand folgende Fülle an Informationen sein: Tragend (Wahr/Falsch), Brandschutz (Wahr/Falsch), Dicke in cm, Material, Höhe in cm, Erdbebenwand (Wahr/Falsch) etc. Für jeden Bauelementtyp gibt es folgerichtig eine eigene Aufstellung.

Da diese Herangehensweise den größten Nutzen stiftet, wird dies auf absehbare Zeit die beste Möglichkeit sein, Informationen aus verschiedenen Disziplinen mehr oder weniger friktionsfrei zu überlagern. Man muss sich aber stets bewusst sein, dass diese Herangehensweise kein Werkzeug ist, das man „mal eben aus der Schublade“ holt und bei jedem Projekt gleich anwendet, sondern dass es sich dabei um eine pflegebedürftige Maschinerie handelt, die bei unsauberem Aufgleisen nicht reibungslos läuft. Es müssen zu Beginn des Projektes die notwendigen Informationen vom Bauherren geliefert werden, die dieser später im Betrieb auswerten möchte. Sind diese Informationen nicht vorhanden oder werden zu einem späteren Punkt im Projekt nachgeliefert, führt dies zu einem extremen Aufwand der Nachpflege. Im schlimmsten Fall sind die bisherigen Modelle sinnlos, da jedes Bauelement „nachinformiert“ werden muss und man nicht mehr nachvollziehen kann, welche Informationen richtig sind und welche geändert werden müssen.

Mittels 3D-gestützten Koordinationssitzungen am Modell werden die einzelnen Informationsmodelle verschmolzen und mögliche Diskrepanzen anschaulich aufgezeigt. Nach klarer Aufgabenverteilung mit notwendigen Bereinigungs- und Änderungsschritten erhält jeder Beteiligte das neue Modell zur Weiter-arbeit seines Themenbereichs zurück auf einer Projektplattform, von der er sich das Modell herunterladen und in seine Software einlesen kann. Im besten Fall der Kompatibilität der Software sieht man als Importfile die zu bereinigenden Aufgaben.

Aus dem kompilierten Gebäudekoordinationsmodell werden die Plandokumente generiert und jeder Planungsbeteiligte hat den gleichen Stand der Bearbeitung, auch wenn dazu eigene Modelle verwendet werden. Dazu ist es notwendig, einige Spielregeln festzulegen, die das Miteinander in dieser Bearbeitung festlegen. Nur so kann ein mit BIM geplantes Objekt mit Fachplanereinzelmodellen funktionieren. Welche sechs Punkte gibt es zu beachten für den besten Sinn einer integralen BIM-Planung?

Realistische und abgestimmte Terminpläne

Mit BIM-gestützten Methoden mag ein Projekt im späteren Projektablauf schneller abgewickelt werden, da es nach einer konsolidierten und eingespielten Planung weniger Nacharbeiten geben sollte. Begehen Sie aber nicht den Fehler, dass Sie sich dazu hinreißen lassen, Terminpläne dahingehend zu „optimieren“, dass die notwendige Planungs- und Bearbeitungszeit gekürzt wird, vor allem nicht, wenn Sie als Planer die Prozesse noch nicht kennen und selber lernen. BIM-Projekte haben nach der Erfahrung des Autors eine höhere Planungsdauer und Planungstiefe – zumindest zu Beginn und beim Aufgleisen des Projektes. Planen Sie aber keine unnötigen Puffer ein. Investieren Sie genügend Zeit in die Planung der Planung und schließen Sie diese vor Beginn der Planung ab. Machen Sie nicht den Fehler, dass Sie Prozesse im Verlauf des Projekts ändern. So lösen Sie nur Konfusionen aus. Hilfreich sind hier zum Beispiel Prozesswände, die Sie mit allen Projektbeteiligten erstellen.

In der Erfahrung des Autors ist es so, dass in solchen Besprechungen viele Dinge offenbar werden, die bisher nicht von allen Beteiligten so gesehen werden. Bei dieser Gestaltung der Planung der Planung gibt jeder Beteiligte an, welche Meilensteine er benötigt, wer ihm welche Informationen wann, wie, in welcher Form, weitergeben muss, damit es keinen Zeitverlust in der Planung gibt. Beachten Sie, dass es voneinander unabhängige, sequentielle und voneinander abhängige (interdependente) Terminvorgänge gibt – unterscheiden Sie diese in der Planung der Planung und zeigen Sie auf, welche Vorgänge welche Priorität haben [6, 7, 8]. Nicht jeder Vorgang muss sofort starten und mit voller Kapazität durchgeführt werden.

Stellen Sie einen Moderator und ordnen Sie die Vorgänge in der Gruppe konsensorientiert nach Meilensteinen (internen und externen), notwendigen Entscheidungen, Tätigkeiten der einzelnen Planungsbeteiligten und den einzelnen Ebenen (Sach-, Management- und Fachebene). Aus dieser klaren, strukturierten und im ersten Moment ungewöhnlichen Planung entsteht ein derart dichter und gleichzeitig strukturierter Projektablaufplan, der Ihnen ein realistisches Bild aufzeigen kann, was wann, wie getan werden muss. Versehen Sie jeden Vorgang mit einer Zeitdauer und generieren Sie aus dieser Prozesswand einen Termin­ablaufplan.

Prozessablaufplan für ein Bauprojekt als Wandposter realisiert
Quelle: Fachhochschule Nordwestschweiz 2015, Friedrich Häubi
Prozessablaufplan der neuen Art – im Konsens gemeinsam erarbeitet, nachtragsfrei und von jedem akzeptiert.

Grundlagen schaffen und praktizieren

In den bisherigen Projekten des Autors zeigt die Erfahrung, dass es ein Grundbewusstsein geben muss für die Anwendung von BIM-Werkzeugen, vor allem, wenn man als Firma bisher nicht mit BIM-Methoden gearbeitet hat und sich zum Beispiel aus der Forderung von Bauherrenseite gezwungen sieht, diese Techniken anzuwenden. Sehen Sie es als Chance! In vielen Ausschreibungen gibt es nur den Vermerk, dass „BIM“ gefordert ist. Nutzen Sie dies und stellen Sie Suggestivfragen, was Sie vorschlagen, wie Sie es umsetzen würden. Wenn man sich nicht auf diese Techniken einlässt, scheitert BIM und scheitert auch das Projekt. Alle Beteiligten müssen sich bewusst sein, dass es Rückschläge geben wird bei der Einführung, Umsetzung und Arbeit mit BIM-Werkzeugen. Es gibt eine Lernkurve, die zeigt, dass die Einführung von BIM-Werkzeugen und Software nicht sofort zu einer Produktivitätssteigerung führt, sondern erst die Grundlagen erarbeitet werden müssen. Seien Sie sich bewusst, dass es einen Leistungsabfall geben wird. Neue Methoden werden nicht ohne weiteres eingeführt. Es braucht ein klares strukturiertes Vorgehen.

Weiterhin ist es von fundamentaler Bedeutung, dass man sich bewusst ist, dass die notwendige Zeit für die Vorlagenerstellung eines BIM-Projektes nicht zu vernachlässigen ist. Mit Vorlagen sind hier Vorlagen für die Erstellung von BIM-Modellen, für die Verarbeitung und für die Ausgabe gemeint. Die Vorbereitungszeit für ein sauber koordiniertes Projekt ist hoch, bis sämtliche Dateikonventionen, Dateikompatibilitäten und Austauschstandards definiert sind. Dies wird bei einer größeren Anzahl von abgewickelten Projekten zu einem Ressourcenproblem für die einzelnen Firmen. Die Erstellung von Vorlagen und BIM-Execution-Plänen kostet schlichtweg Zeit und ist nur bedingt in einem normalen Projekt ohne externe Hilfe machbar. Hier empfiehlt sich das Beiziehen von externen Fachleuten, um die Zeit für die Vorbereitung dieser Pläne zu minimieren. Es braucht Zeit, diese Funktionalitäten zu testen – dass es hier noch dutzende unterschiedliche Formate und Programme gibt, erleichtert die tägliche Projektarbeit nicht.

Der Hinweis, dass jedes Projekt anders ist und bei jedem Projekt die Anforderungen vom Bauherrn und Planer projektspezifisch definiert werden, ist bekannt. Im viel zu wenig beachteten Artikel von Jared Banks verbindet dieser die altbekannte und (zu) oft zitierte Kosten-Projektänderungskurve mit der Zeitdauer für die Erstellung von Vorlagen für BIM. Bemerkenswert ist ebenfalls die Aufwandskurve für BIM-Projekte ohne Vorlagen – für die Dokumentation, für die eigentlich BIM eine Erleichterung sein sollte, wird der Aufwand exponentiell größer. Es kann also unter Umständen mehr Aufwand bringen, ein BIM-Projekt ohne die Nutzung von Vorlagen abzuwickeln, als ein konventionelles Projekt in 2D, für das man entsprechende Muster hat.

Grafik zu den Möglichkeiten der Kostenbeeinflussung während eines Bauprojekts
Quelle: PBK AG
CAD-konforme Darstellung der altbekannten Kostenbeeinflussungskurve. Hätten Sie die Zeit für die Erstellung von Vorlagen hier hineingerechnet? Wieviel Zeit geht bei Ihnen für die Erstellung von Vorlagen verloren?

Es ist von wesentlicher Bedeutung, dass eventuelle Rückschläge, die sich aus mangelnden oder fehlerhaften Vorlagen ergeben, offen und ehrlich diskutiert werden; nur so ist eine wirkliche Weiterentwicklung möglich. Aus jedem Projekt mittels BIM werden neue Punkte für Vorlagen generiert. Sehen Sie es als Bereicherung und Optimierung an! Jeder Fehler zeigt Ihnen auf, was besser gemacht werden kann. Aus der Erfahrung kann man sagen, dass es nicht auf das Alter der Planungsbeteiligten ankommt; Alter ist kein Indiz für Erfahrung und Jugend kein Indiz für Innovation.

Freitag, 30.09.2016

Von Adrian August Wildenauer
BIM-Experte
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