2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 35 Fachgruppe „BIM-Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. - Vorstandardisierung u. Veröffentlichung „BIM-Klassen der Verkehrswege“ Fachgruppe „BIM-Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. - Vorstandardisierung und Veröffentlichung „BIM-Klassen der Verkehrswege“ Dipl.-Ing. Uwe Hüttner Geschäftsführer, IB&T Software GmbH, 22848 Norderstedt, Deutschland Zusammenfassung Um die Einführung der BIM-Methode im Bereich der Infrastrukturplanung voranzubringen und allgemeingültige Standards für die Arbeit mit BIM zu definieren, wurde die Fachgruppe „BIM-Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. gegründet. Ziel ist es, insbesondere auf die speziellen Anforderungen, die sich bei Anwendung der BIM-Methode im Infrastrukturbau ergeben, einzugehen, wie die Berücksichtigung eines geodätischen Bezugssystems oder die korrekte Ermittlung von Trassierungselementen für die Modellierung. Im Mai 2020 erfolgte die erste Veröffentlichung der Fachgruppe BIM-Verkehrswege mit den „BIM - Klassen der Verkehrswege“ als Ergebnis der ehrenamtlichen Gremienarbeit. Als Fachgruppe innerhalb des Arbeitsraumes Infrastruktur des buildingSMART Deutschland e.V. hat sich der Zusammenschluss von fast 80 Experten aus über 56 Mitgliedsfirmen und Institutionen im Sommer 2018 gegründet und im Rahmen der Vorstandardisierung für den Bereich Verkehrswege ein erstes Ergebnis vorgelegt. Der Katalog wird aktuell vervollständigt, erweitert und planmäßig bis Ende 2021 in einer erweiterten und komplettierten Ausgabe herausgegeben. Durch die breite Vernetzung in viele andere Gremien und Verbände und die interdisziplinäre Besetzung der Fachgruppe, ist diese optimal aufgestellt, um eine fachliche Vereinheitlichung von Begriffen, Standards und Definitionen innerhalb des kompletten Planungs- Ausführungs- und Betriebsprozesses einer Verkehrswegemaßnahme anzustoßen. 1. Entstehung der Fachgruppe Die Fachgruppe BIM-Verkehrswege wurde formell am 05.06.2018 in Norderstedt gegründet. Hervorgegangen ist sie aus einer Initiative der heutigen Sprecher der Fachgruppe. Herr Dirk Röder, LASuV Freistaat Sachsen, BIM-Beauftragter des LASuV; Herr Rainer Raacke, Bickhardt-Bau AG; BIM-Beauftragter und Herr Uwe Hüttner, IB&T Software GmbH, Geschäftsführer forcieren im Zuge ihrer Mitwirkung im Arbeitsraum Infrastruktur des buildingSMART Deutschland e.V. die Berücksichtigung der Belange der Verkehrswege zum Ende 2017 und initiieren einen ersten Roundtable innerhalb des buildingSMART-Anwendertages im April 2018. Die sehr positive Resonanz der BIM-Interessierten in der Infrastruktur führt zur Gründung der Fachgruppe BIM- Verkehrswege, die im Rahmen ihrer ersten offiziellen Sitzung bei der IB&T Software GmbH in Norderstedt besiegelt wurde. 1.1 (Vor-) Standardisierung Der buildingSMART Deutschland e.V. verfolgt in seiner Arbeit eine Vielzahl von Aufgaben und Zielen. Ein Schwerpunkt ist jedoch die Vorbereitung der Standardisierung. Als Analogie für die Tätigkeiten des buildingSMART lässt sich ein Segelschiff verwenden, welches in den Zielhafen der Standardisierung steuert und mit möglichst viel Wind (aktiven Mitgliedern) hierbei Fahrt aufnimmt. 36 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Fachgruppe „BIM-Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. - Vorstandardisierung u. Veröffentlichung „BIM-Klassen der Verkehrswege“ Als Hafen der Standardisierung lässt sich die Normierung verstehen. International betrachtet gibt es drei Stufen der Normung. Angefangen bei der Internationalen Organisation für Normung - ISO, über das Comité Européen de Normalisation / europäisches Komitee für Normung - CEN, bis zu dem nationalen DIN (Deutsches Institut für Normung) oder dem Verein Deutscher Ingenieure - VDI mit den VDI-Regelungen. Und somit vorangestellt die Aktivitäten der „pränormativen“ Arbeit in den verschiedenen Fachverbänden, die sich mehr oder weniger aktiv dabei einbringen. Hier nimmt der buildingSMART eine Vorreiterrolle ein. 1.2 Standards von buildingSMART Im Rahmen seiner Tätigkeit veröffentlichte der buildingSMART e.V. auf internationaler Ebene bereits verschiedene Standards. Neben der wichtigsten Norm der ISO 16739, der Definition des IFC 4.0 als Standard-Austauschformat im Bauwesen, sind folgende Standards entstanden: - Information Delivery Manual, IDM (ISO 29481) - Methode, um die Anforderungen für den Datenaustausch zu definieren. - buildingSMART Data Dictionary - Wörterbuch, um sich darüber zu verständigen, was unterschiedliche Begriffe in unterschiedlichen Sprachen bedeuten. - IFC Model View Definition - Unterkategorie des IFC-Schemas für einzelne, konkrete Anwendungsfälle; notwendig, um die Anforderungen für den Datenaustausch zu definieren. - BIM Collaboration Format; Dateiformat zum Austausch von Entwurfsfragen in BIM-Projekten Quelle: buildingSMART Deutschland e. V. Gunther Wölfle 2. Fachgruppe BIM-Verkehrswege Die Fachgruppe BIM-Verkehrswege nimmt eine besondere Rolle ein. In ihr kommen Fachleute aus praktisch allen Bereichen des Projektierungs-Prozesses einer Verkehrswege-Baumaßnahme zusammen. Zu den aktiv Mitwirkenden und Beteiligten zählen Mitarbeiter von Bauverwaltungen, Betreibern und Investoren, Planungs- Ingenieur- und Vermessungsbüros, Bauunternehmen, BIM-Berater, Lehre und Forschung und Softwareunternehmen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Belange aller am Bau Beteiligter berücksichtigt werden. Da bereits beim ersten Roundtable-Treffen vor der offiziellen Gründung mehr als hundert interessierte Teilnehmer für die Mitarbeit gemeldet waren, wurden kurzfristig fachliche Untergruppen gebildet, in die sich die aktiv Mitwirkenden aufteilen. Dadurch besteht die Fachgruppe BIM-Verkehrswege aus 7 Untergruppen: - Vermessung / Bestand - Baugrund / Geologie - Straße / Entwässerung - Brücke / Ingenieurbauwerk - Bahn - Tunnel / Spezialtiefbau - Wasserweg / Hafen Mittlerweile wirken aktiv in den Arbeitsgruppen fast 80 Personen aus aktuell 56 buildingSMART-Mitgliedsfirmen / -institutionen mit. Die Anzahl wächst stetig, wobei 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 37 Fachgruppe „BIM-Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. - Vorstandardisierung u. Veröffentlichung „BIM-Klassen der Verkehrswege“ die jeweiligen Gruppen teilweise bereits an die Grenze der Praktikabilität gekommen sind. 2.1 Motivation und Ziele der Fachgruppe Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur veröffentlichte im Dezember 2015 den „Stufenplan Digitales Planen und Bauen“. Ab Ende 2020 sollen danach in Deutschland alle Planungen auf Grundlage des vorgenannten Stufenplans im BIM-Leistungsniveau I durchgeführt werden. Die Fachgruppe „BIM - Verkehrswege“ des buildingSMART e.V. wird zur Entwicklung beitragen. Im Unterschied zu den Bereichen Hoch- und Industriebau werden im Rahmen aktueller nationaler BIM-Infrastrukturprojekte zurzeit nur einzelne Projektphasen und im Umfang eingeschränkte und ausgewählte Anwendungsfälle nach der BIM-Methode realisiert. Auch die internationalen sowie nationalen Standardisierungen zum herstellerneutralen Datenaustausch benötigen noch Zeit, bis sie in einer marktfähigen Reife für den BIM-Datenaustausch zur Verfügung stehen. Die Fortschreibung des IFC-Standards mit der Version 4.3 einschließlich der Erweiterungen um die Belange von Road, Rail, Bridge, Waterway and Harbour soll zum Jahresende 2021 fertiggestellt sein. Dann beginnt die Implementierung in den Softwarelösungen. Bis Mitte/ Ende 2022 soll dann auch die Zertifizierung der IFC 4.3-Implementierung möglich sein. Die deutsche „Normungsroadmap BIM (Building Information Modeling)“ steht seit Anfang Juli 2021 als Entwurf zur Verfügung und kann bis Ende August kommentiert werden. Die finale Normungsroadmap BIM wird Ende 2021 veröffentlicht. Durch fehlende Standards wurden in der Vergangenheit viele Insellösungen parallel entwickelt, was wiederum eine Weiterverwendung der gewonnenen Daten oder eine Nutzung und Bearbeitung über den gesamten Lebenszyklus eines Verkehrsweges im Sinne von OpenBIM erschwert. Die Infrastruktur-Experten der buildingSMART-Fachgruppe „BIM - Verkehrswege“ sind sich einig, dass ein gemeinsames Verständnis wesentlicher Fachbedeutungen sowie Begriffe im Sinne eines Standards teilweise fehlen. An dieser Stelle setzt die Arbeit der buildingSMART- Fachgruppe an. Die Fachgruppe bündelt Experten aus allen Fachbereichen der Verkehrswege-Infrastruktur über den Lebenszyklus des Planens, Bauens und Betreibens sowie deren Dienstleistern (Software, Consultant, Lieferant u.v.m.). Diese Experten widmen sich auf ehrenamtlicher Basis der Erarbeitung von (Vor-) Standards unter dem Dach des buildingSMART e.V. Folgende Aufgaben hat sich die Fachgruppe gestellt: - Definition der Klassen für Verkehrswege - Festlegung erforderlicher Merkmale für die Klassen - Zuordnung der Merkmale zur LOIN-Ausprägung Als Ziele verfolgt die Fachgruppe: - Vorstandardisierung, - Einheitliche Begrifflichkeit in allen Fachmodellen und Fachbereichen, - Nationale Ausprägung der Klassen und Merkmale, dadurch - Sicherstellung Vergleichbarkeit / Auswertbarkeit von Modellen / Informationen 2.2 Zusammenarbeit Dank vielfältiger personeller Überschneidungen bestehen sehr gute Kontakte zu Forschungsprojekten und Expertengruppen, wie beispielsweise BIM4Infra2020, BIMSTRUCT, IFC Bridge, IFC Road, IFC Rail, BIM- 4Rail, BIMSWARM, planen-bauen 4.0 Gesellschaft zur Digitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens mbH und BIM Deutschland (ehemals: BIM Kompetenzzentrum des Bundes). Eine enge Zusammenarbeit erfolgt auch mit Fachverbänden und Vereinen, wie BAST (OKSTRA®), BVBS, DAUB, DVW, VDV, DIN und dem VSVI. Seit 2021 besteht eine strategische Zusammenarbeit mit dem DWA. Wesentliche Entwicklungen und Sichtweisen aus diesen Bereichen können bei der Arbeit der Fachgruppe „BIM - Verkehrswege“ daher berücksichtigt werden. 38 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Fachgruppe „BIM-Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. - Vorstandardisierung u. Veröffentlichung „BIM-Klassen der Verkehrswege“ Nach eineinhalbjähriger Tätigkeit erreicht die Fachgruppe einen Arbeitsstand, der einen ersten umfassenden Überblick über die Klassen im Bereich Verkehrswege ermöglicht. Ziel des Papiers ist daher die Veröffentlichung des Katalogs „BIM-Klassen der Verkehrswege“ 2.3 Grundsätze Die Arbeit der Fachgruppe orientiert sich an den Grundsätzen der internationalen und nationalen Standardisierung im Bereich BIM. Experten und Vertreter von Normungsgremien wurden als Berater bei der Bearbeitung des Kataloges „BIM-Klassen der Verkehrswege“ hinzugezogen. Neben einem regelmäßigen Abgleich mit den Entwicklungen im Bereich der internationalen IFC-Standardisierung sind Grundsätze relevanter Normen und Vorschriften berücksichtigt (z.B. ISO 23386, VDI 2552, ASB etc.). Quelle: Prof. André Borrmann 2.4 Veröffentlichung Die Fachgruppe verfolgt mit dem vorliegenden Katalog und der kommenden Fortschreibung das Ziel einer Auflistung der für die BIM-Modellierung im Bereich Verkehrswege fachspezifisch erforderlichen Klassen und Gruppen. Die Experten der Fachgruppe sind sich einig, dass es die neue und den Bausektor revolutionierende BIM-Methode erfordert, im Sinne einer BIM-Tauglichkeit althergebrachtes kritisch zu hinterfragen, auf Erfordernis zu prüfen, neu zu denken und das Notwendige in übersichtlichem Kontext zu fassen. Getreu dem Motto „weniger ist mehr“ wurden daher in der vorliegenden Arbeit zunächst nicht die Regelwerke und Vorschriften als Grundlage genommen, diese zusammengeführt, normalisiert und anschließend Doppelungen entfernt. Stattdessen haben die Experten ausgehend vom Prozessziel des Planens, Bauens und Betreibens die Elemente der Verkehrsweg-Infrastruktur analysiert und definiert, wie sich diese am besten durch Klassen beschreiben lassen. Eingeflossen sind dabei fachliche Anforderungen aus Verwaltungen, Planungsbüros, der Bauwirtschaft sowie Sichtweisen für die EDV-technische Umsetzung der Klassen. Der Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege“ vereint das langjährige Know-how einer breiten Fachschaft im Bereich Verkehrswege. 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 39 Fachgruppe „BIM-Verkehrswege“ des buildingSMART Deutschland e.V. - Vorstandardisierung u. Veröffentlichung „BIM-Klassen der Verkehrswege“ Der Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege“ legt besonderen Wert auf die Eindeutigkeit der Klassen. Doppelungen werden im Sinne einer widerspruchsfreien BIM- Methodik ausgeschlossen, einheitliche Begriffe definiert und fachlich identische Klassen gleicher Merkmale, die sich nur in ihrer Geometrie unterscheiden, zusammengefasst. Hierdurch kann die Anzahl der Klassen reduziert und eine bessere Übersicht erreicht werden. Der Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege“ vereint in seiner ersten vorliegenden Version die Ergebnisse der Arbeitsgruppen: - Vermessung / Bestand - Baugrund / Geologie - Straße / Entwässerung - Brücke / Ingenieurbauwerk Der Umfang der Aufgabe, die Besetzung der Arbeitsgruppen sowie der Grad der Abstimmungserfordernisse führte dazu, dass die Ergebnisse folgender Fachgebiete im Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege“ erst ab Version 2.0 enthalten sind: - Bahn - Tunnel / Spezialtiefbau - Wasserweg/ Hafen 3. Ausblick und Version 2.0 Ein wesentlicher Inhalt der Erweiterung zur Version 2 ist ein erweitertes Konzept der Klassenspezifizierung durch die Metadaten Klasse und Metadaten Geometrie. Dadurch soll zum einen die Anzahl der unterschiedlichen Klassen minimiert und die Nutzbarkeit durch Softwarelösungen vereinfacht werden. Zusätzlich werden die meisten Klassen zur besseren Nutzung mit Definitionen und Erläuterungen erweitert. Die Fachgruppe „BIM - Verkehrswege“ wird sich weiterhin in die BIM-Standardisierung einbringen. Neben dem Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege“ hat sich die Fachgruppe die weiteren Ziele wie Praxis Datenaustausch, Modellierungsrichtlinie für Anwendungsfälle oder Koordinatensysteme vorgenommen.