Frankfurt–Mannheim: Vom Mustermodell zur erfolgreichen Entwurfsplanung

Ausgangssituation & Lösungsansatz

Im Projekt „NBS Frankfurt–Mannheim“ steht der Übergang von konventioneller Planung in Leistungsphase 2 zu einer BIM-basierten Planung ab Leistungsphase 3 im Fokus. Grundlage dabei war eine durch den AG bereitgestellte und gemeinsam konkretisierte Auftraggeber-Informationsanforderung (AIA).

Als Lösungsansatz wurde ein Mustermodellprozess aufgesetzt. Abweichend von üblichen Testfällen, lag der Fokus dabei nicht auf der reinen Erstellung von fiktiven Modellen und dem Testen eines Datenaustauschs. Stattdessen sollte ein konkreter Modellbereich modelliert und an diesem alle Anwendungsfälle beispielhaft durchgeführt werden.

Die Umsetzung des Mustermodellprozesses sah eine Bearbeitungsdauer von zwei bis drei Monaten vor. Hierfür wurde ein Mustermodellbereich festgelegt, der möglichst viele Gewerke abbildete und groß genug war, um die Anwendungsfälle qualitativ zu testen. Die Auswahl fiel auf einen umzuplanenden Kreuzungsbereich zwischen einer Bahnstrecke und einer Landstraße (s. Abbildung 2).

Die erstellten Modelle sollten den Detaillierungsgrad der Planung veranschaulichen, nicht jedoch eine planerische Vollständigkeit oder Richtlinienkonformität abbilden. Ziel war es, Art und Umfang der Leistung eindeutig zu definieren, ohne dabei den fachlichen Inhalt vorwegzunehmen.

Die Modellierung erfolgte auf Basis des Level of Information Need (LOIN)-Konzeptes, welches auf den DB-seitigen Vorgaben des Semantischen Objektmodells (kurz SOM) basiert. Dabei wurde zunächst für jeden der Anwendungsfälle ein Konzept zur Umsetzung erstellt, die entsprechend notwendigen Attribute und Objekte ins LOIN-Konzept integriert und nicht benötigte Informationen gestrichen.

Nachfolgende Anwendungsfälle (Awf) durchliefen den Musterprozess:

• Awf 030 – Bauwerksdatenmodell:
  • Maßnahme: Modellerstellung und kontinuierliche Fortschreibung des LOIN-Konzeptes, auf Basis der anderen Anwendungsfälle
  • Ergebnis: Abgestimmtes LOIN-Konzept, Validiertes Vorgehen der Teilautomatisierten Attribuierung, Veranschaulichung des Detailmodellierungsgrades
• Awf 060 – Koordination der Fachgewerke:
  • Maßnahme: Erstellung eines Koordinationsmodell, Durchführung der Qualitätssicherung, Durchführung des Issue-Managements
  • Ergebnis: Eindeutige Prozesse, Vorgaben und Anforderungen an den Prozess der Qualitätssicherung und die Erwartungshaltung was das Ergebnis dieser ist
• Awf 070 – Planableitung:
  • Maßnahme: Ableitung von Plänen unterschiedlicher Ausprägung aus den Mustermodellen, Abstimmung zu Art und Inhalten mit den Projektbeteiligten
  • Ergebnis: Abgestimmte Planableitungsstufen in Abhängigkeit von den jeweiligen Zielsetzungen. Eindeutiges Leistungssoll für die Planableitung
• Awf 090 – Mengen- und Kostenermittlung:
  • Maßnahme: Erstellung von Beispiel-Kostenstrukturen, Verknüpfung von Kostenstrukturen mit Modellen und Auswertung. Testlauf zum Datentransfer hinsichtlich verschiedener Software
  • Ergebnis: Validierte anwendungsfallbezogene LOIN-Anforderungen, Validiertes Vorgehen der Mengen- und Kostenermittlung, Validierte Vorgehen zum Datenaustausch zwischen den Plattformen
• Awf 120 und 130 – Bauablauf und Baulogistik (nachfolgend detailliert beschrieben).

Konkrete Umsetzung am Anwendungsfall Bauablauf und Baulogistik

In den AIA ist festgelegt, dass Modellkomponenten mit Vorgängen eines Terminplans zu verknüpfen sind. Insbesondere war daher zu untersuchen, welche Inhalte und welcher Detaillierungsgrad für die Bauablauf- und Baulogistikplanung in den Leistungsphasen angemessen sind.

Für die Konzeption des Bauablaufs dient der Terminplan als maßgebliche Datenquelle. Die Bauablaufsimulation weist maximal die Granularität des Terminplans auf. Dabei werden ausschließlich Vorgänge simuliert, für die geeignete Modellkomponenten vorhanden sind. Zusätzlich zu den eigentlichen Bauwerken im Bestand und Endzustand, werden auch Baubehelfe modelliert und terminlich verknüpft. Die Vergabe der erforderlichen Verknüpfungsattribute erfolgt in der Modellierungssoftware automatisiert und nicht nativ.

Ein weiterer Bestandteil der Konzeption war die Ermittlung anfallender Materialmengen über die im Terminplan definierte Bauzeit hinweg. Die im LOIN-Konzept hinsichtlich Datentypen, Wertebereichen und Schreibweisen standardisierten Attribute können mithilfe eines Skripts zu Hilfsattributen zusammengeführt werden und sich anschließend über den zeitlichen Verlauf darstellen und auswerten lassen. Mit der Differenzierung unterschiedlicher Materialien und Zustände können Materialmengen zeitlich besser eingeordnet sowie erforderliche Lagerflächen und deren Nutzung über den Bauablauf hinweg planerisch berücksichtigt werden.

Der Beispielterminplan und die Modelle wurden zur Erstellung einer Bauablaufsimulation in einem Koordinationsmodell zusammengeführt und miteinander verknüpft.

Ergänzend zu der Darstellung des Bauablaufes, erfolgte die Auswertung des Materialverlaufs. Hierfür wurden automatisiert die bereits in den Modellkomponenten vorhandenen Attribute zu Hilfsattributen zusammengefasst.

Die Hilfsattribute, die Materialvolumen nach Neubau und Rückbau differenzieren, lassen sich nun gemäß dem Bauablauf und dem Zeitpunkt des Aufkommens darstellen.

Dabei erfolgte die Darstellung sowohl als akkumulierte Gesamtmasse, die bis zu einem Zeitpunkt X angefallen ist (Linienverlauf), als auch in Form von Tagesleistungen (Balkendiagramm).

Ausblick

Durch die frühzeitige Festlegung der BIM-Prozesse und der hierfür erforderlichen Strukturen ließen sich geeignete Wertvorgaben definieren. Diese bilden die Grundlage für eine standardisierte Bearbeitung und Modellauswertung und ermöglichen den gezielten Einsatz von Automatisierungsskripten im Projekt.

Die Erfahrungen aus anderen Projekten zeigen, dass die im Mustermodellprozess des Projekts Frankfurt–Mannheim entwickelten Vorgehensweisen grundsätzlich auf diverse andere Projekte übertragbar sind. Ergänzend sei an dieser Stelle erwähnt, dass ein derartiger Prozess und die zugehörigen Ergebnisse nur dank der vertrauensvollen, offenen und zielorientierten Zusammenarbeit mit allen Projektbeteiligten möglich sind.

Alina Seidler
Schüßler-Plan Ingenieurgesellschaft
www.schuessler-plan.de