cad, bim, 3d gis - ein und...

CAD, BIM, 3D GIS - Ein und dasselbe?

150. DVW- Seminar, 21. Juni 2016 in Bochum

Dr. Ilka May, Arup

Was erwartet Sie?

• Kurze Vorstellung CAD, GIS, BIM

• Gemeinsamkeiten und Unterschiede

• Integrierte Lösungen - Beispiele

• BIM Referenzprozess und Standards

• Aktuelle Fehlentwicklungen

CAD – Computer Aided Design

• “Rechnergestütztes

Konstruieren”

• Kategorie von Software und

Werkzeugen für Konstruktion

und Design

• Planung in 2D/3D

• “parametrisches Modellieren”

BIM – Building Information Modelling

• „..kooperative Arbeitsmethodik, mit

der auf der Grundlage digitaler

Modelle eines Bauwerks die für

seinen Lebenszyklus relevanten

Informationen und Daten konsistent

erfasst, verwaltet und in einer

transparenten Kommunikation

zwischen den Beteiligten

ausgetauscht oder für die weitere

Bearbeitung bereitgestellt werden.“

• Prozess!

GIS – Geographische Informationssysteme

• Ein GIS integriert Hardware,

Software und Daten für die

Erfassung, Verwaltung, Analyse

und Visualisierung aller Formen

raumbezogener Informationen.

• „System“

CAD, BIM, GIS – ein und dasselbe?

Werkzeuge für

Design &

Konstruktion

Erstellung von

2D/3D Daten

Lokale Koordinaten

CAD

Prozess zur

Erstellung und

Verwendung von

Bauwerksinformation

en über ihren

Lebenszyklus

Management von

xD Daten

Lokale und Welt-

Koordinaten

BIM

System zur

Erstellung und

Analyse von

raumbezogenen

Daten

Analysieren und

Visualisieren von

2D/3D/4D Daten

Welt-Koordinaten

GIS

Daten

&

Informationen

Machbarkeitsstudien und

Vorplanung

Entwurfs-

planung

Ausführungs-

planung

Bauphase Betrieb und Wartung

Dat

en, W

isse

n, I

nfo

rmat

ion

Zeit (nicht maßstabsgetreu)

Traditionelles Projektmanagement

Lifecycle Information Management

Lifecycle Data Management

Contractors Consultants Public Stakeholders Site Client INTERFACE

Project Asset

SPATIAL DATABASE

Spatial & non-spatial data

repository PROCESS DATA

Reports Lists Mailings

2D Drawings 3D Models, Sections

Maps Fly-through

Stakeholder, Engagement Data Viewer

MS Office CAD Visualisation Internet DELIVERABLES

3D Modelling Spatial Data Management Collaboration

USER ACCESS

Project

INPUT DATA

Excel Lists

CAD

Models Drawings

GML LandXML Basemaps

Raster Photographs

Surveys Topos DTM’s Lidar

Bore H

Other Time

Others Cost

Documents Specifications

Schedules

OUTPUT 3D Modelling Spatial Data Management Collaboration

Project

Excel CAD WWW Specialist Software

Spread Shts 2D 3D

Data Viewer Spatial and non-spatial analysis

USE TOOLS & APPS Collaboration

Engineering Content Management System

9

Data Integration

10

Data Integration – Data Formats

GPS mobile device and GPS camera on site

CAD drawing (dwg)

GIS (shapefiles)

Remote Sensing data or derived products

gINT database

11

Data Integration – Spatial Reference

WGS 84 lat/long

Ain El Abd 1970 UTM 37N – International 1924

Local Site Grid

Ain El Abd 1970 UTM 37N – International 1924

UTM 37N – WGS84

Beispiel Crossrail, UK

(11 major reconstructions)

Modernisierung von 90 km existierendem Schienennetz

Modernisierung von 28 existierenden Bahnhöfen

Umfangreiche Umbauten von 11 existierenden Bahnhöfen oberirdisch

Neubau eines 21 km langen Doppelröhrentunnels unter der London

hindurch

Umfangreiche Erweiterungen von 8 U-Bahnstationen

> 20 Mrd. EUR

Fakten

Realität im Jahr 2009

Mai 2009:

4 Excel Tabellen von

Konzeptplanung mit ~ 5000

‘Hindernissen’ aus vorheriger

Phase erhalten

Problem:

- Unvollständig

- Inkonsistent

- Nur ca 1/3 der Objekte war

räumlich identifiziert

Schwierigkeiten:

- Limitiertes Budget und Personal

- “GIS” war zu dieser Zeit noch nicht Teil der Crossrail Strategie

- Fehlendes Vertrauen neue Wege zu gehen

Buildings and Infrastructure

Asset Database

Gesamtzahl der existierenden Objekte innerhalb des 1mm Setzungsareals :

17386

Alle Objekte sind graphisch repräsentiert mit hoher Lagegenauigkeit, zusätzlich

sind über 100 Attribute für jedes Objekt über Zeit gesammelt worden

Kabel- und Leitungsnetz: 13384

Gebäude: 3284

Strukturen unter Grund: 370

Strukturen über Grund: 249

Denkmalgeschützte Objekte: 49

To 3D GIS

To 3D CAD

Export von Datenbank zu 3D

16

17

Standardisierter Workflow

Vorläufer von ISO/EN/DIN

19650 ab 2009 vollständig

implementiert

Integration von Leitungsdaten

Gesellschaft zur Digitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens mbH

Einführung von BIM in Deutschland

– Stufenplan Digitales Planen und Bauen –

https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Anlage/Digitales/bim-stufenplan-endbericht.pdf?__blob=publicationFile

https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/DG/stufenplan-digitales-bauen.pdf?__blob=publicationFile

Digital planen. Effizient bauen. Nachhaltig betreiben. Berlin I 15.12.2015 20

Stufenplan Digitales Planen und Bauen

unabhängig von

Vergabe- und Vertragsart

Datenübergabezeitpunkte

sind projektspezifisch

Leistungsniveau 1 - Referenzprozess



Auftraggeber-

Informations-

anforde-

rungen

Aus-

schrei-

bung

Kompetenz-

abfrage Vergabe

BIM

Abwicklungs-

plan Mobilisierung

Leistungsniveau 1 - Referenzprozess


Leistungsniveau 1


AG hat in Zusammenarbeit mit dem späteren

Nutzer bzw. Betreiber Auftraggeber-

Informations-Anforderungen (AIA) zu erstellen

Darin ist genau festzulegen welche Daten

wann

in welcher Detailtiefe

in welchem Format

geliefert werden sollen

Daten

Auftraggeber-

Informations-

anforde-

rungen



BIM Abwicklungsplan (BAP) ist der Fahrplan

eines jeden BIM Projektes

Er definiert Prozesse zur Erstellung der in

den AIA geforderten Daten inkl.:

BIM Ziele und Anwendungsfälle

Rollen, Funktionen

Abläufe und Interaktionen

genutzte Technologie und Schnittstellen

Prozesse

BIM

Abwicklungs-

plan

Leistungsniveau 1



Erstellung und Bereitstellung von Informationen

erfolgt in einer „Gemeinsamen Datenumgebung“

Sie ist Grundlage der im BAP beschriebenen

Prozesse zum organisierten Aufbewahren und

Austausch der erzeugten Daten sowie der besseren

Kommunikation und Koordination der Gewerke

Standardisierung des Datenmanagements erfolgt derzeit in

der ISO 19650 und als nationale Umsetzungsrichtlinie in der

VDI 2552 Richtlinie

Prozesse

Leistungsniveau 1

Daten-

umgebung

Was ist der

Bedarf?

Was ist der

Plan?

Wie wird es

kontrolliert?

Wie wird es

implementiert?

AIAs BAP Controlling Technologie

Auftraggeber-

Informations-

Anforderungen

Die projekt-

spezifischen

Anforderungen

hinsichtlich

Management,

Technologie und

kommerziellen

Informationen

BIM

Abwicklungsplan

Detaillierte

Informationen wie die

Projektbeteiligten die

spezifizierten

Anforderungen

erfüllen werden

Controlling

Vertragliche

Regelungen zur

Leistungsbeschreib-

ung und Vergütung

Technologie

Welche Technologie

kommt zur Erfüllung

der Anforderungen

zum Einsatz und wie

wird sie in die

bestehende

Technologie des

Auftraggebers

integriert?

Auftraggeber-Informations-Anforderungen

Technisch Management Kommerziell

• Software und

Plattformen

• Daten-

Austauschformate

• Koordinaten

• Detaillierungsgrad

• Training

• Standards

• Rollen und

Verantwortlichkeiten

• Planung der Planung und

Datenstruktur

• Datensicherheit

• Koordination der Gewerke und

Kollisionsprüfung

• Zusammenarbeit

• Health & Safety

• Leistungsfähigkeit der Systeme

• Compliance

• Lieferstrategie

• Datenübergabepunkte und

lieferbare Leistungen

• Strategische Ziele des AG

• Konkrete BIM Leistungen

• BIM-spezifische

Kompetenzprüfung

AIA Inhalte

Die Spezifikation von Informationen sollte nach zwei Hauptaspekten erfolgen:

1. Risiken

2. Vergabe- und kostenrelevante Entscheidungen

Aktuelle Fehlentwicklungen

1. Überspezifikation – zu früh zu viel und zu

genau

2. Fehlende Zielsetzung – was ist der

Mehrwert?

3. Fehlendes Verständnis der zu treffenden

Entscheidungen

4. Unzureichende Kenntnis der relevanten

Prozesse und Vorgehensweisen

5. Fehlende Vorlagen und Hilfestellung für

Deutschland – die Vorbereitungsphase wird

aktuell nicht gut genutzt

Zusammenfassung

1. CAD, GIS und BIM sind nicht ein und dasselbe

2. Alle drei haben mit Daten und Informationen zu tun

3. Standardisierte Formate und Prozesse ermöglichen die

Weiternutzung einmal erstellter Daten

4. Wir müssen das Verständnis des Werts von Daten und Informationen

in Deutschland noch erheblich steigern

Kontakt

Dr. Ilka May

Arup Deutschland GmbH

Eschersheimer Landstr. 6

60322 Frankfurt am Main

Email: [email protected]

mailto:[email protected]