2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 261 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken Chris Voigt, M. Eng. Marx Krontal Partner, Weimar Christina Fritsch, M. Sc. Marx Krontal Partner, Weimar Tina Hackel Hamburg Port Authority AöR, Hamburg Zusammenfassung Im Bauingenieurwesen können wir auf vielfältige Weise zur Bewältigung aktueller Herausforderungen unserer Zeit beitragen. Durch eine umfassende Beurteilung und Bewertung des vorhandenen Bestandes an Ingenieurbauwerken kann beispielsweise eine längere Nutzung der Bauwerke und damit eine Einsparung von Ressourcen erreicht werden. Bauwerksdiagnostische Untersuchungen ermöglichen realitätsnahe Aussagen über die vorhandene Konstruktion, die tatsächlichen Materialeigenschaften und vorhandene Schäden bis in die Tiefe der Bauteile und bilden damit eine wesentliche Grundlage für eine Bestandsbewertung. Die Prozesse hinter der Bauwerksdiagnostik sind zumeist noch äußerst analog und enden oftmals in einem mehrere hundert Seiten starken Bericht in semidigitaler PDF-Form. Marx Krontal Partner befasst sich als Ingenieurbüro mit der Digitalisierung der Prozesse von bauwerksdiagnostischen Untersuchungen mit dem Ziel, dem Nutzer die Untersuchungsergebnisse intuitiver zur Verfügung zu stellen und die Auswertung und Bewertung mit Hilfe von Algorithmen zu vereinfachen. Im Beitrag werden die wesentlichen Erkenntnisse aus Projekten und Forschungstätigkeiten vorgestellt und die Chancen der konsequenten Digitalisierung und Harmonisierung der sonst sehr heterogenen Datenbestände auch im Kontext der Building-Information-Modeling-Methode (BIM-Methode) aufgezeigt. 1. Einführung Die Bauwerksdiagnostik, also die vertiefte Erkundung von Bestandsbauwerken mit zerstörungsfreien (Radar, Potenzialfeldmessung, etc.) und zerstörungsarmen (Bohrkernentnahmen, Sondierungsöffnungen, etc.) Untersuchungen, ist klassischerweise ein sehr analoger Prozess. Die Dokumentation wesentlicher Erkundungsergebnisse erfolgt zurückliegend in der Regel in Papierform. Dem Auftraggeber wird nach Abschluss einer Untersuchungskampagne ein Bericht übergeben, der bei komplexen Projekten oder Objekten auch mehrere hundert Seiten umfassen kann. Die Nutzbarkeit des Berichtes wird zwar durch Lagepläne und eindeutige Bezeichnungen der Untersuchungsstellen unterstützt, jedoch sind die Daten auf Papier gefangen, auch wenn es sich um ein „digitales“ PDF handelt. Der Nutzer muss einen hohen Aufwand betreiben, um die Erkundungsergebnisse für seine Planung nutzen zu können. Marx Krontal Partner (MKP GmbH) befasst sich in mehreren Projekten damit, wie diese Daten dem Nutzer intuitiver in digitalen Formaten zur Verfügung gestellt werden können und versucht die Vorteile einer konsequenten Digitalisierung in allen Prozessschritten zu nutzen. In diesem Beitrag werden ausgewählte Aspekte der konsequenten Digitalisierung bauwerksdiagnostischer Prozesse dargestellt und der Nutzen für die Bewertung von Bestandsbauwerken aufgezeigt. 2. Bauwerksdiagnostik als Grundlage von Planungsprozessen im Bestand Im Laufe des Lebenszyklus von Ingenieurbauwerken erfolgen vielfältige Erhaltungs- und Planungsmaßnahmen im Sinne von Instandsetzungen oder Ertüchtigungen bis hin zum Rückbau und Ersatzneubau. Bauwerksdiagnostische Untersuchungen und deren Ergebnisse sind in diesem Zusammenhang ein essenzielles Hilfsmittel, da effektive und effiziente Erhaltungsmaßnahmen eine möglichst umfassende Bewertungsgrundlage erfordern. 2.1 Anwendungsfälle und Mehrwert bauwerksdiagnostischer Untersuchungen Das wesentliche Kernziel bauwerksdiagnostischer Untersuchungen ist die die Ermittlung von realitätsnahen Bestands- und Zustandsinformationen, die über den rein visuellen Eindruck hinausgehen. Mithilfe verschiedener zerstörungsfreier und zerstörungsarmer Untersuchungsverfahren wird ein Blick ins Bauteilinnere geworfen (bspw. im Falle von Radarmessungen zur Erkundung der tatsächlichen Lage von Spanngliedern und Bewehrung). Durch die Möglichkeit der Erfassung von Material- und Gefügeeigenschaften über den gesamten Bauteilquerschnitt, sind bestandsgerechte, qualitative und quantitative Bewertungen möglich. Darüber hinaus können verdeckte Schäden und Mängel erkundet werden, welche an der Oberfläche mitunter nicht bzw. noch nicht sichtbar 262 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken sind. Gegenüber der Abschätzung des Bestands und Zustands anhand der Bestandsunterlagen bietet dies einen deutlichen Mehrwert in Bezug auf die Sicherheit der vorzunehmenden Bewertungen [1]. Relevante Anwendungsfälle der Bauwerksdiagnostik sind: - der Abgleich der gebauten Realität mit vorhandenen Planungs- oder Ausführungsunterlagen, - die Erfassung von inneren und äußeren Konstruktionen sowie Materialeigenschaften bei fehlenden Bestandsunterlagen, - die Ermittlung von realitätsnahen Materialeigenschaften zur Präzisierung der Eingangsparameter rechnerischer Bewertungen, - die Beurteilung der Dauerhaftigkeit von Bauteilen und Baustoffen als Grundlage für die Planung von Erhaltungsmaßnahmen oder auch - die Erkundung von Schadensursachen und Erfassung von Zuständen zur Prognostizierung von Schadensverläufen und Restnutzungsdauern. Abb. 1: Bauwerksdiagnostische Untersuchungen an einer Straßenbrücke über Wasser mit Brückenuntersichtgerät und unter Wasser mit Tauchereinsatz In Anbetracht der Klimakrise und Ressourcenknappheit kommt der Bestands- und Zustandsbewertung als Grundlage für die Bewertung einer möglichen Lebensdauerverlängerung von Ingenieurbauwerken eine besondere Bedeutung zu. Die Weiternutzung bereits bestehender Bauwerke bietet ein enormes Einsparpotenzial in Bezug auf Kosten (Baukosten von Instandsetzungen/ Ertüchtigungen statt Ersatzneubau, Kosten aus Verkehrseinschränkungen während der Bauzeit) und Ressourcen (materiell, personell) sowie die bei der Herstellung von Baustoffen anfallenden Emissionen (insb. bei der Zementherstellung). Die volkswirtschaftliche und ökologische Bedeutung ist entsprechend groß. Anhand von realitätsnahen Bestands- und Zustandsinformationen aus der Bauwerksdiagnostik können sowohl rechnerische Untersuchungen als auch erforderliche Instandsetzungs- und Ertüchtigungsmaßnahmen optimiert werden [2]. Idealerweise können Eingriffe in den Bestand dabei sogar reduziert werden, da Bestandspotenziale genutzt (bspw. erhöhte Betondruckfestigkeiten aufgrund der Nacherhärtung des Betons) und vorhandene Schäden lokalisiert werden können (bspw. Gefügeschäden im Beton), was ohne bauwerksdiagnostische Untersuchungen nicht möglich wäre. 2.2 Methodik der Bauwerksdiagnostik Um das gesamte Potential der Bauwerksdiagnostik ausschöpfen zu können, bedarf es einer Methodik, die darauf ausgerichtet ist, dem Kunden (Fachplaner, Tragwerksplaner, Anlagenverantwortlicher, etc.) genau die Zuarbeit zu liefern, die er für seine eigenen Planungen benötigt. Die Bauwerksdiagnostik fügt sich immer in Planungs- und Entscheidungsprozesse ein. Diese Vernetztheit erfordert einen intensiven Austausch zwischen den Akteuren. Dieser beginnt bestenfalls mit der Erstellung einer Aufgabenstellung für die Bauwerksdiagnostik. Der Fachplaner hält hierin seinen Informationsbedarf fest. Die Planungsziele sind zu erläutern, damit der Bauwerksdiagnostiker stets planungsorientiert denken und handeln kann. Weiterhin ist der Informationsbedarf zu erläutern, der übergeordnet für das Bauwerk oder für einzelne Bauwerksbzw. Bauteile besteht. Übersichtspläne zum Bauwerk sind ebenfalls so hilfreich, wie Planeinzeichnungen, die die Aufgabenstellung noch qualifizieren. Es ist meist erforderlich, dass die Bauwerksdiagnostik als stufenweiser Prozess ausgeführt wird. Dieser beginnt mit der Sichtung der Bestandsunterlagen, einer oftmals hilfreichen Vor-Ort-Begehung des Bauwerks und der Erstellung einer Untersuchungsplanung. In einer ersten Stufe kann es erforderlich sein, das Bauwerk zunächst stichprobenhaft zu untersuchen, um einen ersten orientierenden Eindruck von der Konstruktion und deren Zustand zu erhalten. Dies ist insbesondere dann zielführend, wenn zum Bauwerk keine Bestandsunterlagen vorliegen oder der Erfolg der Untersuchungsmethoden aufgrund unbestimmbarer Randbedingungen nicht genau abschätzbar ist. Entsprechend der Ergebnisse aus der ersten Untersuchungsstufe kann sich ein neuer oder geänderter Untersuchungsbedarf ergeben, der in weiteren Untersuchungsstufen gedeckt werden kann. Wesentliche Grundlage der Untersuchungen ist die Untersuchungsplanung. Darin werden die Ergebnisse aus der Sichtung der Bestandsunterlagen festgehalten. Die Sichtung erfolgt zielgerichtet entsprechend der Aufgabenstellung des Fachplaners. Oftmals wird der Einfachheit halber auf eine intensive Aktenrecherche verzichtet. Dieser Verzicht erweist sich zumeist als sehr unwirtschaftlich, da Informationen, die aus den Bestandsunterlagen hervorgegangen wären, mit viel Aufwand am Bauwerk neu gewonnen werden. Die Untersuchungsplanung wird durch die Feststellungen ergänzt, die während der Vor- Ort-Begehung durch den Aufsteller der Untersuchungsplanung gewonnen wurden. Aus dem Informationsbedarf entsprechend der Aufgabenstellung und den gewonnenen Informationen aus den Bestandsunterlagen und der Begehung leitet sich ein Defizit ab, für das konkrete Untersuchungsziele definiert werden. Ein Untersuchungsziel beschreibt beispielsweise, dass für ein Hauptbauteil die 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 263 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken geometrischen Abmessungen, die Lage der Bewehrung und die Betonfestigkeit für eine Nachrechnung zu bestimmen sind. Im Idealfall übergibt der Fachplaner bereits solch konkrete Untersuchungsziele. Andernfalls werden sie mit dem Fachplaner abgestimmt oder gemeinsam entwickelt. Ein Untersuchungsziel kann unter Umständen mit dem Einsatz unterschiedlicher Untersuchungsverfahren erreicht werden. So kann die Betondruckfestigkeit zerstörungsfrei mit einem Rückprallhammer oder zerstörungsarm durch Probenentnahme ermittelt werden. Die Wahl des konkreten Untersuchungsverfahrens wird unter Abwägung der Randbedingungen (erforderliche Aussagegenauigkeit, Zugänglichkeit am Bauteil, Aufwand-Nutzen-Verhältnis, etc.) in der Untersuchungsplanung dokumentiert [3]. Insbesondere die Kombination aus zerstörungsfreien (Zf P-Bau) und zerstörungsarmen Untersuchungen kann zu wirtschaftlichen Untersuchungen führen, da mittels Zf P ein Überblick über größere Bereiche gewonnen werden kann und darauf auf bauend gezielt in bestimmten Bereichen minimalinvasive Untersuchungen durchgeführt werden können. In der Untersuchungsplanung werden zusammenfassend Art, Lage und Anzahl der Untersuchungen festgelegt, sodass diese Informationen auch die Grundlage für eine Ausschreibung der Vor-Ort-Untersuchungen bilden. Darüber hinaus gibt das Dokument Hinweise zu Randbedingungen der Untersuchungen, wie beispielsweise der Zugänglichkeit zum Bauwerk, das Vorhandensein von Strom und Wasser oder erforderliche arbeitsschutzrechtliche Aspekte. Der Aufsteller der Untersuchungsplanung benötigt ein breites Wissens- und Erfahrungsspektrum. Kenntnisse über historische Konstruktionen, Bauweisen und Materialien sind ebenso erforderlich wie das Wissen über material- und lastbedingte Schädigungsmechanismen. Weiterhin sind umfangreiche Kenntnisse über mögliche Untersuchungsverfahren, deren Wirkungsweise, Aussagegenauigkeit und den Grenzen insbesondere der zerstörungsfreien Verfahren erforderlich. Die Vor-Ort-Untersuchungen sind nicht ausschließlich als gewerbliche Leistungen zu verstehen. Eine ingenieurtechnische Begleitung der Untersuchungen ist erforderlich, um die konkrete Lage der Untersuchungsbereiche objektorientiert festzulegen und damit auch auf auftretende Besonderheiten reagieren zu können, die eine Anpassung der ursprünglichen Untersuchungsplanung erfordern. Die während der Untersuchungen anfallenden Daten und Informationen sind äußerst heterogen. Je nach Untersuchungsmethode fallen alphanumerische Daten wie beispielsweise textliche Beschreibungen (äußeres Mauerwerksgefüge, Oberflächenbeschreibung, etc.) oder Dokumentationen von Messwerten (Carbonatisierungstiefe, Tiefenlage der Bewehrung, etc.) an, die üblicherweise in Protokollform erfasst werden. Weiterhin werden Fotos und Videos erfasst, die unter anderem aus der Befahrung von Bohrkanälen mit Endoskopen resultieren oder geschaffene Sondierungsöffnungen dokumentieren. Am heterogensten stellen sich die Messdaten der Zf P-Verfahren dar. Diese meist proprietären Datenformate werden zunächst auf den Messgeräten oder in der Cloud des jeweiligen Anbieters gespeichert. Eine Zentralisierung und gemeinsame Auswertung ist im Postprocessing möglich. Alle Untersuchungsergebnisse sind strukturiert zu dokumentieren, um eine Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse zu ermöglichen. Abb. 2: Kombination von zerstörungsfreien Ultraschalluntersuchungen und Bohrkernentnahmen im Rahmen von Untersuchungen einer im Rückbau befindlichen Brücke Die Dokumentation der Ergebnisse erfolgt zumeist untersuchungsbereichsbezogen. Hierfür können Datenblätter mit einer reinen Ergebnisdarstellung dienen. Jeder Untersuchungsbereich ist dabei in einem dreidimensionalen Modell oder in zweidimensionalen Plänen zu verorten. Eine Zusammenfassung wesentlicher Ergebnisse in tabellarischer Form gibt dem auswertenden Ingenieur einen schnellen Überblick über alle gewonnenen Daten. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt zumeist auf statistischer Grundlage (bspw. 5 %-Quantil der Betondeckung) oder im Vergleich mit Achtungs- und Grenzwerten. Dies wird insbesondere im Bestandsbau nur zum Teil durch Normen erfasst. Mit den Untersuchungsergebnissen und der daraus abgeleiteten Bewertung sind auch eine Zusammenfassung der Aufgabenstellung zu übergeben und die eingesetzten Untersuchungsverfahren zu nennen. Dies ermöglicht es auch bei zukünftigen Fragestellungen zum Bestandsobjekt auf die Untersuchungskampagne zurückzugreifen und die Ergebnisse in den jeweiligen Kontext der damals gültigen Aufgabenstellung zu stellen. 3. Mehrwert der Digitalisierung Entsprechend Abschnitt 2.1 bieten bauwerksdiagnostische Untersuchungen große Potenziale für die Bestands- und Zustandsbewertung. Die Digitalisierung und ihre Hilfsmittel ermöglichen darauf auf bauend eine weitere Verlängerung der Wertschöpfungskette [4]. Der Mehrwert liegt dabei im Wesentlichen in der Verbesserung der Zugänglichkeit von Daten und Informationen der Bauwerksdiagnostik und darauf auf bauend in der Vielfalt der Datenauf bereitung- und Datenbereitstellungsmöglichkeiten [5]. Durch die Verbesserung der Verarbeitbarkeit kann der Arbeitsaufwand für ausgewählte Aufgaben 264 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken (bspw. Erstellung grafischer Auf bereitungen) deutlich reduziert werden. Die Digitalisierung trägt damit auch zur Verbesserung von Arbeitsabläufen bei. Idealerweise können bisher manuelle und teils repetitive Arbeitsschritte (teil-) automatisiert werden, wodurch den Ingenieurinnen und Ingenieuren mehr Zeit für die fachlich anspruchsvolle Bewertung der Ingenieurbauwerke zur Verfügung steht. Der Mehrwert der Digitalisierung bzw. der Anwendung digitaler Hilfsmittel wurde in pilothaften Praxisprojekten bestätigt, ein Einblick in ausgewählte Themenfelder wird in den nachfolgenden Abschnitten gegeben. 3.1 Zentrale digitale Datenhaltung Ein initialer Schritt ist die Bereitstellung von bauwerksdiagnostischen Daten und Informationen durch deren Digitalisierung, Strukturierung und Zentralisierung. Gegenwärtig liegen die Ergebnisse einer Bauwerksdiagnostik in der Regel in sehr heterogener, teils papiergebundener, Form bei den Auftraggebern und Anlagenverantwortlichen vor. Verschiedenartige Gutachten sind häufig inhaltlich nicht miteinander verknüpft, da kein Überblick darüber besteht, welche Informationen aus der Vergangenheit bereits vorliegen. Mithilfe der Überführung aller bauwerksdiagnostischen Daten in eine digitale, maschinenlesbare und gleichzeitig strukturierte Form wird der Zugriff auf die vorhandenen Daten und deren Umgang bereits deutlich erleichtert. Basierend auf einer Analyse verschiedener Datenbestände wurde die Datenstrukturierung und die Entwicklung eines prototypischen Datenmodells erreicht. Dieses beinhaltet die Definition von Bezeichnungen, Eigenschaften (innerhalb der BIM-Methodik Merkmal oder in der Informatik auch Attribut genannt), Datentypen und Hierarchien für ausgewählte bauwerksdiagnostische Untersuchungen an Ingenieurbauwerken aus Stahlbeton und Spannbeton. Berücksichtigt wurden sowohl Rohdaten (Messdaten sowie deren beschreibende Metadaten) als auch ein Teil der anfallenden bewerteten Daten (Messdaten nach Datenkonvertierung und -auf bereitung). Bestandteil der Bereitstellung war dabei außerdem die Verbesserung der Zugänglichkeit von Messdaten aus zerstörungsfreien Prüfverfahren. Diese werden durch die Messgeräte in teils proprietären Dateiformaten ausgegeben, können aber mithilfe von Hilfsalgorithmen in einheitliche und flexibel verarbeitbare Formate überführt werden. Auf Basis des Datenmodells wurde eine unternehmenseigene relationale Datenbank implementiert, die eine zentrale Ablage der bauwerksdiagnostischen Daten ermöglicht. Die Datenablage ist dabei sowohl über einen Upload aus einer entsprechend dem Datenmodell strukturierten Datei als auch direkt über die Dateneingabe auf einer webbasierten Benutzeroberfläche (Anbindung über Rest-API) möglich. Die Datenbank dient als zentraler, projektübergreifender Speicherort für die bauwerksdiagnostischen Daten (single source of truth). Schnittstellen von dort aus sind für weiterführende Anwendungen (bspw. Plattform zur Datenvisualisierung) oder auch für den fachlichen Austausch zwischen beteiligte Projektpartner implementierbar. Die digitalisierte, strukturierte und zentralisierte Datenhaltung stellt einen deutlichen Fortschritt gegenüber der früheren dezentralen, teils papiergebundenen Vorgehensweise dar. Sie bildet die wesentliche Voraussetzung für eine Vielzahl von Datenauf bereitungs- und Datenauswertungsprozessen [6]. 3.2 Mensch-Maschine-Interaktion zur Datenbereitstellung Ein weiterer Aspekt ist die nutzergerechte Bereitstellung und damit Nutzbarmachung der bauwerksdiagnostischen Daten. Auf bauend auf die zuvor beschriebenen Digitalisierungsschritte ergeben sich vielfältige Möglichkeiten der Datenbereitstellung, von der grafischen und tabellarischen Auf bereitung als Anlage eines Gutachtens bis hin zur Datenintegration in digitale Bauwerksmodelle. Im Rahmen des Pilotprojektes smartBRIDGE Hamburg wurden vier Varianten für die Bereitstellung von bauwerksdiagnostischen Daten für unterschiedliche Nutzergruppen bzw. für unterschiedliche Anwendungsfälle entwickelt. Ausgehend von einer Digitalen-Zwilling-Plattform erfolgt die bedarfsgerechte Visualisierung und Bereitstellung der fachlichen Informationen über einen mehrstufigen Drilldown: Vom Bauwerk aus gelangt man zu den Bauteilgruppen, von dort zu den Untersuchungszielen und in letzter Ebene zu den Untersuchungsstellen. Diese sind lokal abgegrenzte Bereiche, in denen eine oder mehrere Untersuchungsmethoden angewendet wurden. Auf der Plattform sind für jede Untersuchungsstelle die Basisinformationen zu Art, Lage und Zeitpunkt der durchgeführten Untersuchungen dokumentiert. Darüber hinaus wird eine Kurzbewertung hinsichtlich der Dringlichkeit und des Handlungsbedarfs gegeben. Die detaillierten Untersuchungsergebnisse werden über einen Absprungpunkt in einer Expertenumgebung erreicht. Diese wurde im Projekt smartBRIDGE Hamburg in Form einer fotorealistischen 360°-Umgebung eines ausgewählten Bauwerksbereiches realisiert. Dort sind neben allen Untersuchungsstellen auch die Schäden der Bauwerksprüfung und Messstellen des Bauwerksmonitorings verortet. Die räumliche Kontextualisierung der drei zustandsrelevanten Datenquellen ermöglicht eine inhaltliche Verknüpfung im Hinblick auf eine integrale Zustandsbewertung. Anders als in der Digitalen-Zwilling-Plattform werden sowohl die Durchführung der Untersuchungen als auch die Untersuchungsergebnisse detailliert beschrieben und mit Grafiken hinterlegt. 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 265 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken Abb. 3: Darstellung diagnostischer Ergebnisse in einer fotorealistischen Umgebung des Bestands Für den intuitiven Datenzugriff vor Ort wurde darüber hinaus eine prototypische AR-Anwendung entwickelt. Auch diese enthält, neben den Untersuchungsstellen, Schäden und Messstellen und ermöglicht somit eine inhaltliche Verknüpfung von verschiedenartigen zustandsrelevanten Informationen. Mithilfe der AR-Anwendung können bspw. Bauwerksprüfer, Anlagenverantwortliche oder Fachplaner vor Ort Einsicht in vorhandene Untersuchungsergebnisse nehmen und benötigen dafür keine Papierunterlagen, sondern können bei der Begehung des Bauwerks mit den in der AR-Anwendung hinterlegten Daten interagieren [7]. 3.3 Teilautomatisierte Auswertung großer Datenmengen Die digitale und strukturierte Ablage aller Daten aus Bauwerksuntersuchungen bietet nicht nur neue Möglichkeiten bei der Visualisierung der Informationen, sondern auch bei der Auswertung und Bewertung der Rohdaten [8]. Im Rahmen komplexer diagnostischer Untersuchungen ist es meist erforderlich, bestimmte Untersuchungsverfahren für sich selbst aber auch in Kombination der Erkenntnisse anderer Verfahren auszuwerten. Beispielsweise wird durch die Kombination aus zerstörungsfreien und zerstörungsarmen Untersuchungsverfahren meist der größte Mehrwert aus fachlicher, aber auch wirtschaftlicher Sicht erzielt. Bauwerksdiagnostische Untersuchungen können sich in Art und Umfang weit unterscheiden. Für die Beurteilung der Dauerhaftigkeit einer einzelnen Stahlbetonstütze können bereits wenige Untersuchungen zum Ziel führen, für die Bestandserkundung einer mehrere hundert Meter langen Talbrücke sind die Untersuchungen und die dabei gewonnenen Daten schon deutlich umfangreicher. Was im einfachsten Fall noch mit einem Tabellenkalkulationsprogramm handhabbar ist, kann bei großen Projekten schnell in den Bereich Big Data übergehen. Big Data zeichnet sich dadurch aus, dass die Daten in großer Vielfalt, großer Menge und großer Geschwindigkeit anfallen und mit herkömmlichen Mitteln nicht auswertbar sind. Wenngleich die Geschwindigkeit der Datenerzeugung nicht als schnell zu bezeichnen ist (Monitoringdaten sind weitaus schneller), so stellen die anderen Faktoren durchaus eine Herausforderung bei der Aus- und Bewertung dar. Neben einer individuellen projektbezogenen Aus- und Bewertung durch einen sachkundigen Ingenieur sind Auswerteprozesse vorhanden, die sich für eine Automatisierung oder Teilautomatisierung eignen. Diese sind beispielsweise: - statistische Auswertung von Messwerten - grafische Darstellung von statistischen Verteilungen und Parameter - Durchführung von Grenzwertvergleichen - normative Bewertung nach vorgegebenen Verrechnungsvorschriften Darauf auf bauend ist perspektivisch die Anwendung von KI-Algorithmen auf Datenmengen denkbar, bei denen neben dem fachlichen Bezug auch der räumliche Bezug über Metadaten oder das Geometriemodell gegeben ist. Im Rahmen des Forschungsvorhabens Digitale Bauwerksdiagnose, das durch die MKP GmbH gemeinsam mit der Fachhochschule Erfurt und der Bau-Consult Hermsdorf Gesellschaft beratender Ingenieure mbH bearbeitet wurde, ist ein Auswertetool entwickelt worden, welches Lösungen für die vorgenannten Auswerteprozesse für einige Untersuchungsverfahren liefert. Für die Umsetzung der Auswertemethoden in maschinenlesbaren Code eignen sich objektorientierte Programmiersprachen wie beispielsweise Python, welche auch im hier beschriebenen Projekt eingesetzt wurde. Diese erlauben den Zugriff auf Bibliotheken, die bereits in sich geschlossene Funktionen enthalten. Über die Python- Bibliothek Pandas kann beispielsweise auf Funktionen zugegriffen werden, welche eine Verarbeitung, Analyse oder Darstellung von Datenmengen ermöglichen, die strukturiert gespeichert sind. Ein dateibasierter Zugriff auf beispielsweise CSV-Formate ist damit ebenso möglich, wie der Weiterverarbeitung von Daten in Form von Dataframes, Listen oder ähnlichem. Für die Entwicklung einer Softwarearchitektur wurde der Microservice-Ansatz [9] verwendet. So können in sich geschlossene Module programmiert werden, auf die innerhalb der Softwarearchitektur mehrfach zugegriffen werden kann. Entsprechend kann beispielsweise ein Ausreißertest hinterlegt werden, der in verschiedenen Berechnungsabläufen zum Einsatz kommt. Die Pflege der Fachlogik innerhalb des Quellcodes wird vereinfacht, da der Code nur an einer Stelle gepflegt wird und sich Änderungen an allen Stellen auswirken. Durch die MKP GmbH wurden im Rahmen eines Praxisprojektes an einer ca. 3-km langen Spannbetonbrücke Untersuchungen zur Homogenität und Festigkeitsverteilung des Bestandsbetons durchgeführt. Hierfür waren im Messraster angeordnete Ultraschallgeschwindigkeitsmessungen und Rückprallhammermessungen in Verbindung mit Bohrkernentnahmen erforderlich. In Summe wurden: 266 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken - 200 Untersuchungsbereiche Ultraschall mit ca. 5.500 Einzelmesswerten, - 108 Untersuchungsbereiche Rückprallhammer mit 27.000 Einzelmesswerten und - 90 Bohrkernentnahmen mit zugehörigen Druckfestigkeitsprüfungen erforderlich. Eine Herausforderung stellte die Messung der Ultraschallgeschwindigkeit dar. Unter der Annahme, dass eine Korrelation zwischen der Ultraschallgeschwindigkeit des Betons und seiner Druckfestigkeit besteht, lassen sich mit diesem Verfahren Bereiche abweichender Festigkeiten erkunden [10]. Jedoch ist das Messgerät nur in der Lage, die Laufzeit des Messsignals durch den Beton bis zur Reflexion an der Rückwand und zurück zu messen. Da die Bauteile von Hohlkastenbrücken meist in vertikaler und oft auch in horizontaler Richtung aufvouten, ist die Bauteildicke variabel. Für die Vergleichbarkeit der Messungen muss die Laufzeit mit der bekannten Dicke in eine Geschwindigkeit umgerechnet werden. Die üblichen Messgeräte für diese Messaufgabe erlauben nur eine Änderung pro Messpunkt der Bauteildicke. Da jedoch bei diesem Projekt Messfelder (6x6 Messpunkte mit je 40 cm Messpunktabstand) über die gesamte Höhe des Hohlkastensteges angeordnet waren, wäre das Umstellen der geräteinternen Bauteildicke nicht nur aufwendig, sondern auch äußerst fehleranfällig, zumal sich der Regelquerschnitt über das Bauwerk mehrfach ändert. Für diesen Zweck wurden alle 5.500 Messwerte mit einer konstanten Bauteilstärke gemessen. Die Bauteilstärken der Regelquerschnitte wurden aus Bestandsdokumenten für einen Referenzpunkt des Messfeldes gemeinsam mit dem Anstieg der Dickenänderung übernommen und als Metainformation zur Messung in einer Datenbank gespeichert. Zur Auswertung wurde ein Microservice programmiert, der die Verrechnung der gemessenen Laufzeiten in Abhängigkeit ihrer konkreten Lage am Bauwerk mit der zugehörigen Bauteilstärke vornahm, sodass die Ultraschallgeschwindigkeiten quasi auf Knopfdruck zur Verfügung standen. Auf diese Datenmenge konnten nun weitere Microservices angewendet werden, um die Messdaten statistisch auszuwerten. Von Vorteil war dabei, dass anhand der Metadaten auch Differenzierungen in der Auswertung möglich waren und so verschiedene Grundgesamtheiten betrachtet werden konnten. Als Metadaten waren zu jedem Messpunkt die Zugehörigkeit zu einem Teilbauwerk und zu den jeweiligen Achsabschnitten hinterlegt. Damit war es möglich, die statistische Auswertung auch anhand möglicher bauzeitlicher Zusammenhänge (gemeinsame Bauabschnitte) durchzuführen. Abb. 4: Mit Hilfe von Microservices auf Grundlage der zentralisierten Datenhaltung erstellter Box-Plot zur vergleichenden Gegenüberstellung verschiedener Ultraschallgeschwindigkeitsmessungen aus unterschiedlichen Grundgesamtheiten Gerade für die Bildung und Zusammenfassung von Grundgesamtheiten bieten die zum Teil auf das jeweilige Projekt spezifizierten Metadaten eine größtmögliche Flexibilität hinsichtlich der Such- und Filterkriterien. 3.4 Herausforderungen der Digitalisierung Die bisherigen Pilotprojekte und Forschungsvorhaben basieren auf eigenen, individuellen Lösungsansätzen, die oft reflektiert und verbessert wurden. Die gefundenen Lösungen sind zum Teil nur unternehmensintern nutzbar. Insbesondere das Fehlen einheitlicher Standards im Bereich des Datenmanagements erschwert hier die kollaborative Zusammenarbeit. Auf wissenschaftlicher Ebene sind Bemühungen vorhanden, um beispielsweise universelle Datenformate aus der Medizintechnik (bspw. DI- CONDE) für Anwendungen im Bereich der Bauwerksdiagnostik zu entlehnen. Messgerätehersteller folgen diesen Bemühungen derzeit nur bedingt. Auch für den Großteil der zerstörungsarmen Untersuchungsverfahren sind keine einheitlichen Datenschemata vorhanden. Die Erarbeitung einheitlicher Standards wird dadurch erschwert, dass viele Prozesse der Bauwerksdiagnostik nur unzureichend im Normen- und Regelwerk abgebildet sind. Während beispielsweise für die Bewertung der Druckfestigkeit von Bestandsbeton ein umfangreiches Regelwert vorhanden ist, fehlt dieses bei der Bewertung von Bestandsmauerwerk nahezu gänzlich. Für eine durchgängige digitale Arbeitsweise sind Standards jedoch von zentraler Bedeutung, da sie ein einheitliches und maschinenlesbares Vokabular liefern. Ebenso können aus diesen Standards Arbeitsweisen abgeleitet werden, die im Rahmen digitaler Prozesse neu gedacht werden können. 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 267 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken 4. openSIM - Ein ganzheitlicher Ansatz zur Durchführung der Bauwerksdiagnostik mit Hilfe der BIM-Methodik 4.1 Projektbeschreibung Im Forschungsprojekt openSIM „Integration und Bereitstellung von Structural-Information-Daten zur Bestandsbewertung von Infrastrukturwerken im BIM-Prozess“ werden die im vorherigen Kapitel genannten Defizite aufgegriffen und ein ganzheitlicher und praxisorientierter Ansatz unter zur Hilfenahme der BIM-Methodik entwickelt. Dazu wird die gesamte Prozesskette der Bestandsbewertung abgebildet, die bereits in Kapitel 2.2 erläutert wurde. Das Projekt wird im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr mit insgesamt 2.121.170,54 € gefördert. Sechs Projektpartner aus Wissenschaft und Praxis haben sich mit ihrer jeweiligen Expertise im Konsortium zusammengeschlossen: - MKP GmbH (Konsortialführer) | Bauwerksdiagnostik und Bestandsplanung - Bau-Consult Hermsdorf Gesellschaft beratender Ingenieure mbH | BIM und Bestandsplanung - Bauhaus-Universität Weimar, Professur Intelligentes Technisches Design | BIM und digitale Prozesse - customQuake GmbH | Softwareentwicklung - Hamburg Port Authority, AöR | Anlagenverantwortliche und BIM - Materialforschungs- und -prüfanstalt an der Bauhaus- Universität Weimar | Bauwerksdiagnostik Während der dreijährigen Projektlaufzeit werden sieben Arbeitspakete bearbeitet. Zunächst werden Anforderungen aus den verschiedenen Fachdisziplinen zusammengetragen und ein komplexer Anforderungskatalog erstellt, in den alle Projektpartner ihre jeweiligen Kompetenzen einbringen und so die Abhängigkeiten zwischen den Fachgebieten klar definiert werden. In einer Konzeptionsphase werden konkrete Lösungsansätze erarbeitet. In einer Erprobungs- und Evaluationsphase werden die Lösungen anhand von Beispielen an konkreten Bauwerken angewendet, um die praktische Anwendbarkeit zu testen und die Lösungen weiter zu optimieren. Dies betrifft die gesamte Prozesskette von der Aufgabenstellung über die Untersuchungsplanung bis hin zur Bereitstellung der Daten in unterschiedlichen digitalen Formaten (Common Data Environment, cloudbasierte Webanwendung, Datenschnittstelle). 4.2 Projektziele Das übergeordnete Projektziel ist die Optimierung der Bereitstellung von realitätsnahen Bestands- und Zustandsdaten für die Bewertung der Standsicherheit, Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit bestehender Infrastrukturbauwerke Im Projekt sollen dafür die Möglichkeiten der Digitalisierung aktiviert (unter Verwendung der BIM-Methode) und die Weichen für eine standardisierte Nutzung von bauwerksdiagnostischen Ergebnissen erforscht werden. Dabei soll die gesamte Prozesskette von der Aufgabenstellung bis zur Übergabe der bewerteten Untersuchungsergebnisse an den Auftraggeber bzw. Nutzer untersucht werden. Auf bauend auf den Anforderungskatalog werden Konzepte erstellt, um Lösungen für folgende Detailthemen entwickeln zu können: Auftraggeber-Informations-Anforderungen (AIA) Innerhalb der AIA werden die Anforderungen des Auftraggebers an die Lieferung von Informationen festgelegt. Abb. 5: Schematischer Ablauf der Prozesskette, die innerhalb des Projekts betrachtet wird. 268 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken Welche Informationen in welchem Umfang, zu welchem Zeitpunkt und in welcher Qualität benötigt werden ist abhängig vom Projektziel [11], [12]. Ein Bestandteil der AIA ist eine Beschreibung der BIM-Anwendungsfälle, welche im Projekt umgesetzt werden sollen [13], [14]. Neben den Anwendungsfällen wird u. a. auch auf Rollenbeschreibungen, auf Modellierungsvorgaben und den erforderlichen Informationsbedarf (LOIN) eingegangen. Mögliche Informationsanforderungen, welche sich aus der Beurteilung und Bewertung des Bestandes, den eingesetzten bauwerksdiagnostischen Untersuchungsverfahren und hinsichtlich einer möglichen Weiternutzung der Informationen ergeben, sollen zusammengetragen und als Musterbausteine für eine AIA auf bereitet werden. Dies können z. B. Lieferanforderungen an bauwerksdiagnostischen Daten sein (u. a. Detailtiefe, Auf bereitung, Dateiformate). Unterschiedliche Anforderungen, die sich aus der jeweiligen Aufgabenstellung der Bestandsbewertung ergeben, sollen hierbei berücksichtig werden. Alle in den AIA üblicherweise aufgeführten Anforderungen werden hinsichtlich des Bedarfs und aus Sicht der Bauwerksdiagnostik analysiert und beschrieben. Es werden u. a. Empfehlungen für die Zusammenarbeit, die Modellierung (Struktur, Gliederung, Software) und die Durchführung von Testphasen aufgabenbezogen entwickelt BIM-Abwicklungsplan (BAP) Im BAP beschreibt der Auftragnehmer wie er die Anforderungen aus den AIA unter Anwendung der BIM-Methode umsetzen wird [15]. Es wird erläutert, wie die Ziele unter Nutzung der BIM-Methodik erreicht werden und wie die digitale Umsetzung der Aufgabenstellung aussieht (z. B. eingesetzte Software, eingesetzte Personal, Ablauf beschreibung, Modellaufteilung). Abb. 6: Darstellung BIM-relevanter Dokumente und deren Strukturierung auch im Kontext von allgemeinen Projektdokumenten [16]. Hinsichtlich der Umsetzung für die bauwerksdiagnostischen Daten wird auf der Grundlage der entwickelten AIA-Bausteine im BAP aufgabenbezogen beschrieben, wie eine Modellerstellung aussehen könnte. Erläutert wird beispielhaft welche Modelle erstellt werden sollten und mit welchen Umsetzungsschritten, die innerhalb der AIA geforderten Ziele erreicht werden können. Struktur und Semantik der bauwerksdiagnostischen Daten Es sollen die Verfahren hinsichtlich der erforderlichen Vor- und Nachbereitungen, der Datenarten (eindimensional, zweidimensional, dreidimensional), der Datenformate (analoge Protokolle, herstellerspezifische Formate) so strukturiert werden, dass ein einheitliches Vorgehen und eine Standardisierung für verschiedene Gruppen von Untersuchungsmethoden und -verfahren festgelegt werden kann. Hierbei sind Aspekte der Messgenauigkeit, der Datenqualität und der Rückführbarkeit zu betrachten. Es wird angestrebt einen Musterobjektkatalog für bauwerksdiagnostische Daten zu erstellen, welcher übliche Merkmale und Merkmalsgruppen enthält. Aus dem Objektkatalog soll ein für alle relevanten Untersuchungsverfahren und Diagnostikdaten gültiges Datenbankschema abgeleitet werden. Dies ermöglicht eine einheitliche Kommunikation innerhalb der gesamten Prozesskette der Bauzustandsdatenerfassung (Aufgabenstellung, Untersuchungsplanung, Datenerfassung vor Ort und im Labor, Auswertung, Bewertung, Datenbereitstellung), wie auch innerhalb des Gebäudelebenszyklus. Bereitstellung der diagnostischen Ergebnisse Bisher werden bauwerksdiagnostische Daten meist in analoger Berichtsform zur Verfügung gestellt. Auf bauend auf dem Anforderungskatalog wird untersucht, wel- 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 269 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken che bereits existierende Hilfsmittel der BIM-Methodik (bspw. Common Data Environments/ CDE) für die Datenbereitstellung geeignet sind, bzw. welche Anpassungen mit Plugins zur Erhöhung der Nutzbarkeit erforderlich werden. Insbesondere wird der Aspekt verschiedener Aggregationsstufen betrachtet. Bei der Nutzung der diagnostischen Ergebnisse ist eine Unterscheidung zwischen Rohdaten, auf bereiteten Daten und bewerteten Daten unerlässlich. Diese Kette der Datenveredelung muss mit den Werkzeugen abbildbar sein, um auch eine externe Bewertung oder eine spätere Bewertung unter Einbezug von weiteren Erkenntnissen zum Bauwerk zu ermöglichen. Neben der Untersuchung von vorhandenen Werkzeugen soll eine offene und plattformunabhängige Webanwendung konzeptioniert werden, die insbesondere den Zugriff auf die bauwerksdiagnostischen Ergebnisse in ihrer niedrigsten Aggregationsstufe (höchste Detailstufe) ermöglicht. Die Verortung an einem dreidimensionalen Modell soll die räumliche Zuordnung der Information und die bessere Bewertbarkeit der Daten fördern. 4.3 Prozessbeschreibung Wie bereits erwähnt, wird in openSIM die gesamte Prozesskette von der Aufgabenstellung bis hin zur Bereitstellung der Untersuchungsergebnisse betrachtet. Dementsprechend ist der gesamte Prozess mit unterschiedlichen Akteuren und Schnittstellen zu untersuchen. Für die Schnittstellen sollen, soweit möglich, offene Datenformate genutzt werden. Eine möglichst hohe Qualität der späteren Ergebnisse wird durch einen transparenten Abstimmungsprozess zwischen Auftraggeber, Bedarfsträger (Fachplaner, Bauwerksprüfer, Tragwerksplaner, etc.) und Bauwerksdiagnostiker erzeugt. Genau diese Transparenz kann durch die Nutzung von digitalen Bauwerksmodellen unterstützt werden. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen allen Projektbeteiligten, da z. B. die konkrete Lage von Untersuchungsstellen im Modell verortet werden können. Durch diese Visualisierung können alle Projektbeteiligten sofort erkennen, ob die vorgenommene Verortung für die jeweilige Planung geeignet ist, ob dadurch Konflikte zur eigenen Planung entstehen oder ob zusätzliche Untersuchungsstellen erforderlich werden. Der in Abb. 7 auszugsweise dargestellte Prozess verdeutlicht, dass zwischen den Akteuren anlassbezogen Abstimmungen modellbasiert stattfinden. Der Tragwerksplaner kann beispielsweise schon frühzeitig darauf einwirken, falls Untersuchungsstellen irrtümlicherweise in nicht relevanten Bauteilbereichen liegen oder eine zerstörende Untersuchung (Spanngliedentnahme, o. ä.) aufgrund der hohen statischen Auslastung eines Bauteils nicht möglich ist. Trotz einer intensiven Planung bleiben Bauwerksuntersuchungen ein dynamischer Prozess. Im Bestand können auch während der Untersuchungen Sachverhalte auftreten, die eine untersuchungsbegleitende Anpassung der ursprünglichen Planung erfordern. Um den flexiblen Anforderungen gerecht zu werden, kann die Arbeit mit Modellen und der Austausch innerhalb des Projektes durch standardisierte Schnittstellen wie z. B. BCF- Tickets (BIM-Collaboration-Format) geeignet sein. Auf diesem Wege ist eine schnelle, leicht verständliche Beschreibung/ Darstellung eines Konfliktes (auch auf der Baustelle) möglich und Entscheidungswege können nachhaltig dokumentiert werden. Während der Untersuchungen kann die Dokumentation der Ergebnisse wie in Kapitel 3.1 beschrieben digital erfolgen. Die Lage der Untersuchungsbereiche wird im Fachmodell zunächst mit Hilfsgeometrien verortet. Die Verortung kann je nach Anforderung an die Genauigkeit mit unterschiedlichen Mitteln (händisches Aufmaß, Tachymetrie, Laserscanning, etc.) erfolgen. Zur Dokumentation der Rohdaten wird die reine Lage der Untersuchungsstellen im Fachmodell mit den Daten aus der Datenbank verknüpft und nachvollziehbar gesichert. Die Auswerte- und Bewertungsprozesse werden zusätzlich separat dokumentiert, um eine Rückführbarkeit der Ergebnisse jederzeit zu gewährleisten. Entsprechend der Projektziele erhält der Nutzer über eine CDE und eine Webplattform Zugriff auf die für ihn relevanten Informationen. Abb. 7: Vereinfachtes Prozessdiagramm zur Darstellung der Abstimmungs- und Informationsaustauschbedarfe [eigene Darstellung, MKP] 270 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken 4.4 Entwicklung von Standards Das Projekt openSIM beschäftigt sich mit der Entwicklung von Standards und einer sinnvollen Auf bereitung der Ergebnisse aus bauwerksdiagnostischen Untersuchungen mit Hilfe der BIM-Methodik. Entsprechend der Leitdokumente zur Anwendung der BIM-Methode im Bereich der Bundesfernstraßen und der Deutschen Bahn [17], [18] werden einheitliche Anwendungsfälle beschrieben. Der Anwendungsfall (AwF) 010 „Bestandserfassung und Modellierung“ kann auch einen Rahmen für das Themengebiet Bauwerksdiagnostik bieten. Die Bauwerksdiagnostik könnte perspektivisch als Unteranwendungsfall des AwF-010 definiert werden. Für den Datenaustausch soll auf offene Datenformate zurückgegriffen werden, um auch dem open-BIM-Ansatz gerecht zu werden. Durch die Herstellerneutralität soll die Zugänglichkeit, Nutzbarkeit und auch Verwaltung der gewonnenen und übergebenen Daten verbessert werden. Da jedoch vorhandene Datenformate, wie beispielsweise das Industry-Foundation-Classes (IFC), bauwerksdiagnostische Ergebnisse wie Radargramme oder Potentialfeldmessungen derzeit nicht explizit in ihrer Klassenstruktur berücksichtigen [5], wird dies im weiteren Verlauf des Forschungsprojektes ein wesentlicher Bearbeitungsgegenstand sein. Um die Projektanforderungen hinsichtlich der BIM-Planung bestmöglich beschreiben zu können, wird innerhalb der AIA das Level of Information Need (LOIN) nach DIN EN 17412 vorgegeben. Das LOIN beschreibt die erforderliche Genauigkeit der Modelle in Bezug auf die Geometrie (LoG, Level of Geometry), die enthaltenen Informationen (LoI; Level of Information) und ggf. den notwendigen Dokumentationsgrad (DOC; Dokumentationsgrad), [19]. Eine konkrete Vorgabe des LOIN ist auch im Bestand von großer Bedeutung. Durch exakte Vorgaben können die Untersuchungen zielgerichtet geplant und die Ergebnisse sinnvoll auf bereitet werden. Abhängig vom Untersuchungsverfahren und der Planungsphase können unterschiedliche LOIN-Vorgaben vorgegeben werden. Im Bereich der Diagnostik und Bestandsermittlung fehlt es an Mustervorgaben, welche den Bedarf an die erforderliche Genauigkeit beschreiben (Festlegung von sinnvollen LOIN-Vorgaben). Es wird anhand von Beispielen untersucht, wie ein geeignetes LOIN aussehen kann, um aufgabenbezogene Projektziele zu erreichen. Zum Beispiel ist bei der Ermittlung der Druckfestigkeit des Bestandsbetons als Grundlage für die Ausschreibung von Abbruchleistungen eine andere Genauigkeit erforderlich als für die Nachrechnung eines Bauteils. Übertragen auf die Datenbereitstellung im openSIM kann dies wie folgt verdeutlicht werden: Bei der Erkundung von Kiesnestern im Bauteilinneren kann nur die prinzipielle Aussage zum Vorhandensein von Kiesnestern als Merkmal am jeweiligen Bauteil hinterlegt werden oder das Kiesnest wird in seiner tatsächlichen Ausdehnung nachmodelliert und mit Aussagen zu Gefügeeigenschaften (Porenanteil, Struktur der Bindemittelmatrix, etc.) semantisch angereichert. Bei der Wahl der Vorgaben sollten die nutzer- und aufgabenspezifischen Bedürfnisse einbezogen werden, da hier ggf. unterschiedliche Anforderungen an LOG und LOI bestehen. Eine Anlehnung an die Standardisierung der Bauteilkataloge im Neubau ist hierfür denkbar. In diesen werden Beispiele gegeben, wie ein bestimmtes Untersuchungsergebnis geometrisch modelliert und semantischen angereicht wird. Als weitere Muster können ebenfalls bestehende Objektkataloge [20] z. B. für Brücken [21], Deiche [22] oder Geotechnik/ Baugrund [23] herangezogen werden. Die Autoren danken dem Bundesministerium für Digitales und Verkehr, der Thüringer Aufbaubank und der Hamburg Port Authority für die Unterstützung in den vorgenannten Projekten. 2. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur - Juni 2023 271 Digitalisierung der Bauwerksdiagnostik zur realitätsnahen Bewertung von Ingenieurbauwerken Literatur [1] Rückbau von Brücken, Erfahrungssammlung 2021; Bundesanstalt für Straßenwesen, 09/ 2022. [2] Leitfaden zur Prüfung von Instandsetzungs- und Ertüchtigungsmaßnahmen an Ingenieurbauwerken (Abgrenzung Ersatzneubau; LPI-ING; Bundesministerium für Digitales und Verkehr, 10/ 2020. [3] Richtlinie für die Erhaltung von Ingenieurbauwerken; Leitfaden Objektbezogene Schadensanalyse, OSA; Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung. [4] DBV-Heft 51, Digitaler Zwilling - Strategie für den Bestandserhalt, Deutscher Beton- und Bautechnikverein, 2022. [5] Schickert, M.; Arthus, M.; Koch, C.; Integration and Visualization of NDE Data in Digital Building Models, The International Symposium on Nondestructive Testing in Civil Engineering, 2022. [6] Schacht, G., Fritsch, C., Voigt, C., Ewert, E. and Arndt, R. (2022), Structural Information Modeling - Die digitale Transformation der Bauwerksdiagnostik. Mauerwerk, 26: 143-151. [7] Hill, M.; Neumann, S.; Holst, R.; Bahlau, S., Bauwerksprüfung mittels Virtual/ Augmented Reality - Prozessablauf, 1. Fachkongress Digitale Transformation der Verkehrsinfrastruktur, TAE (Technische Akademie Esslingen), 2022. [8] Morgenstern, H.; Raupach, M. Predictive BIM with Integrated Bayesian Inference of Deterioration Models as a Four-Dimensional Decision Support Tool. CivilEng 2023, 4, 185-203. [9] Wolff, E., Microservices: Grundlagen flexibler Softwarearchitektur, dpunkt.verlag GmbH, 10/ 2015. [10] DIN EN 13791: 2020-02, Bewertung der Druckfestigkeit von Beton in Bauwerken und in Bauwerksteilen. [11] Masterplan BIM Bundesfernstraßen, Bundesministerium für Digitales und Verkehr, 09/ 2021. [12] BIM-Strategie - Implementierung von Building Information Modeling (BIM) im Vorstandsressort Infrastruktur der Deutschen Bahn AG, 02/ 2022. [13] Bereichsübergreifende Muster-AIA (Muster-Auftraggeber-Informationsanforderungen) Bundesministerium für Digitales und Verkehr, Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen, 02/ 2022. [14] Liste der standardisierten Anwendungsfallbezeichnungen, BIM Deutschland Zentrum für die Digitalisierung des Bauwesens, 2023. [15] Masterplan BIM Bundesfernstraßen Rahmendoku ment: BIM-Abwicklungsplan (BAP) - Version 1.0, Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur. [16] Masterplan BIM Bundesfernstraßen, Rahmendokument: Steckbriefe der Anwendungsfälle - Version 1.0, Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur.