BIM entmystifizieren und voraussagen, was als Nächstes für digitale Zwillinge im Bauwesen kommt

Der BIM-Roundtable beim Construction Technology Summit 2024 in Austin, Texas, USA. (Bild: Eason Photography)

„Ich glaube, wenn die Leute das [Akronym] BIM hören, denken sie sofort an ein 3D-Modell“, erklärt Dr. William O'Brien von der University of Texas. „Aber in Wirklichkeit sprechen wir von einer digitalen Darstellung des Projekts.“

Dr. O'Brien war Diskussionsteilnehmer bei ConTechs „BIM-Roundtable“-Gespräch, bei dem es darum ging, die Frage zu beantworten: Werden die neuesten Versionen von BIM dazu beitragen, seine Relevanz für die heutigen Infrastrukturprojekte aufrechtzuerhalten?

Zu ihm gesellten sich Adam Cisler von Hexagon Geosystems und Corey Johnson von Bentley Systems, und das Trio stimmte – in gewisser Hinsicht – darin überein, dass die Gebäudemodellierung angekommen ist, gekommen ist, um zu bleiben, und sich wahrscheinlich noch verbessern wird.

O'Brien, Professor für Bauingenieurwesen-Projektmanagement in Austin, Texas und stellvertretender Technologiedirektor des Construction Industry Institute, wies darauf hin, dass mit der fortschreitenden Einführung von BIM auch Begleittechnologien wie digitale Zwillinge voranschreiten werden.

Er sagte, dass BIM und digitale Zwillinge – insbesondere für Infrastrukturprojekte – „die richtigen Attribute und Strukturen, aber auch die georäumlichen Verbindungen zu Versorgungseinrichtungen“ lieferten.

Verstehen Auftragnehmer BIM?

In den USA, wo die Unternehmen und Organisationen der Diskussionsteilnehmer ihren Sitz haben, verläuft die Einführung von BIM im Vergleich zu anderen Regionen der Welt jedoch langsam. Einige europäische Mitgliedsstaaten und Großbritannien haben beispielsweise BIM-Praktiken für öffentlich finanzierte Projekte vorgeschrieben, während in Amerika die BIM-Vorschriften von Staat zu Staat unterschiedlich sind.

Johnson räumte ein: „Wir hinken ein wenig hinter dem Baumarkt hinterher [und] dem europäischen Markt.“

Er merkte an, dass dies teilweise darauf zurückzuführen sein könnte, dass die Auftragnehmer den Zweck der BIM-Software und -Technologie falsch verstehen.

„Was wäre, wenn Sie vorhandene Messgrößen verwenden und die Historie anderer Projekte verfolgen könnten, bei denen dieselben Komponenten verwendet werden?“, fragte er rhetorisch und erläuterte die Vorteile der Entwicklung eines Gebäudeinformationsmodells oder Zwillings. „Dann können Sie verfolgen und verstehen, ob dies das richtige Gerät und die richtige Beleuchtung ist.“

Die Vorteile gingen über die rein technischen und strukturellen Anforderungen hinaus, sagte er.

„Wir verfügen über historische Daten und können daher bereits in einem früheren Designstadium bessere Entscheidungen treffen“, sagte Johnson.

„BIM ist nicht nur das Modell“, fügte Cisler hinzu. „Es geht nicht unbedingt nur um die Technologie, sondern vor allem um die Menschen und die Prozesse.“

Bildung ist der Schlüssel

Da eine funktionierende BIM-Plattform für jedes Unternehmen einzigartig sein kann, ist es verständlich, dass in manchen Fällen mehrere Abteilungen an der Entwicklung des Modells beteiligt sind.

Hier sei die interne Schulung von entscheidender Bedeutung, sagt Cisler, die branchenweit fehle.

„Wir haben ein Schulungsprogramm aufgelegt, um im Grunde jedem im Unternehmen zu erklären, was BIM ist und wie man mit dem Modell arbeitet, damit wir tatsächlich mehr Effizienz daraus ziehen können“, sagte er. „Das ist ein riesiger Schulungsaufwand, und die Leute zögern, weil sie denken, dass die Lernkurve so steil ist.“

Und die Kluft besteht zwischen den größten und den kleinsten Unternehmen. Daten deuten darauf hin, dass die meisten Großprojekte (90 % oder mehr) und die daran beteiligten Unternehmen BIM verwenden. Bei kleineren Projekten und kleineren Unternehmen liegt die Zahl eher bei 30 %.

„Bei vielen kleineren Projekten liegt der Fokus immer noch auf Zeit und Material“, erläuterte Johnson die Kluft. „Es gibt keinen Anreiz. Solange Sie diese Verträge nicht ändern oder die tatsächliche Leistung nicht ändern, werden Sie nicht sehen, dass [kleinere Projekte] diese Technologien übernehmen.“

Und dank der fast 40-jährigen Entwicklung werden BIM-Praktiken nicht länger durch die Technologie ausgebremst; im Gegenteil, moderne Technologien vereinfachen den Prozess.

Dr. William O'Brien vom Construction Industry Institute und der University of Texas in Austin. (Bild: Eason Photography)

„Früher lautete die Antwort: Die Technologie war noch nicht ausgereift oder noch eine Nische“, sagte O'Brien über die langsame Akzeptanz von BIM in den vergangenen Jahrzehnten. „Das haben wir inzwischen weitgehend hinter uns. Es geht eigentlich nicht mehr um die Technologie.“

„Es sind die Menschen, die Ausbildung … die Verträge und, offen gesagt, die Erwartungen an die Leistung in unserem Umfeld“, fuhr er fort.

Er nannte als Beispiel die Erstellung eines 3D-Modells, das dann für Bauherren und Bauunternehmer in 2D übersetzt wird. Dies sei ein Teil des Bauprozesses, der abgeschafft werden könne, sagte O'Brien.

„Wenn man einmal [auf 2D] umgestiegen ist, ist es schwer, wieder zurückzukommen“, sagte er. „Unsere Vertragssprache zu ändern, die Art und Weise zu ändern, wie wir Geschäfte machen, das ist die Herausforderung, aber auch die Chance.“

Benutzerfreundlichkeit reduziert den Angstfaktor

Darüber hinaus sind BIM- und Digital-Twin-Plattformen in den letzten Jahren deutlich benutzerfreundlicher geworden, was laut Cisler mit der Zeit zu einer allgemeineren Akzeptanz führen wird.

Cisler sagte, dass es im Konstruktionsanalyseportal von Hexagon keine „Gatekeeping“-Funktion für das Modell gibt und dass jedes Segment eines Projekts Zugriff auf die Informationen hat, um mit ihnen zu interagieren. Der kollaborative Arbeitsraum kann vorteilhafter sein, wenn jeder Zugriff hat und weiß, wie man die Tools verwendet, sagte er.

„Wir können den Vorarbeiter und die Bauleiter hinzuziehen, [oder] die Leute haben normalerweise so viel Angst, etwas im Modell zu beschädigen, oder … wissen nicht, wie sie sich in den herkömmlichen 3D-Modellierungsplattformen zurechtfinden“, sagte er. „Wenn wir es allgegenwärtiger und zugänglicher machen, werden wir mehr Aufmerksamkeit darauf lenken und das wird Ihnen mehr Wert bringen.“

Und die Diskussionsteilnehmer stellten fest, dass der Zweck von BIM weit über die Entwurfsphase eines jeden Projekts hinausgeht, auch wenn die meisten Anwendungen in der Bauvorbereitung stattfinden.

„Das Modell sollte bereits in einer frühen Entwurfsphase erstellt werden, damit das Produkt für den nachgelagerten Verbraucher nützlich ist, sei es bei der Konstruktion, der Inbetriebnahme oder im Betrieb“, sagte O'Brien und merkte an, dass die Funktionalität in den weiter unten in der Lieferkette liegenden Bereichen ein Nutzungshindernis darstelle.

Johnson veranschaulichte, wie ganzheitliche Eingaben in einen BIM-Prozess einem Projekt helfen.

„Ein Rohr ist kein Rohr“, sagte er und erklärte, dass ein sechs Zoll dickes Rohr von einem Unternehmen ganz andere Eigenschaften haben kann als das eines anderen Unternehmens. „Wie findet man diese Informationen eigentlich? Wenn man anfängt, eine konsistente Logik einzubauen, wie etwa einen Kostencode oder Omniclass, dann macht es das für die Leute viel einfacher.“

Es sollte auch nicht die Aufgabe der Designer sein, dies alles bei der Konzeption zu verstehen.

„Als Technologieanbieter sollten wir ihnen die Möglichkeit geben, die Daten hinzuzufügen, die für sie und ihre Situation sinnvoll sind“, sagte Johnson.

„Bringen wir unseren Designern bei, für das Modellieren zu modellieren“, fuhr er fort. „Bringen wir ihnen nicht bei, für das Papier zu modellieren. Denn im Moment bestehen die Ergebnisse aus Papier. Das sollten wir abschaffen. Modellieren wir es richtig und füllen wir alle Details aus. Dann sollte die Darstellung auf dem Papier eine klare Widerspiegelung des Modells sein und nicht umgekehrt.“

Werden die USA die BIM-Vorschriften jemals vollständig übernehmen?

Zur Frage, ob die USA verbindliche BIM-Vorschriften jemals vollständig übernehmen werden, waren sich die Diskussionsteilnehmer nicht sicher, ob diese Methode in ihrem Heimatland funktionieren würde, während sie andernorts erfolgreiche Vorgaben anerkennen.

„In Europa und Großbritannien haben sie es durchgesetzt. Sie haben einen Plan“, sagte Johnson und fügte hinzu, dass unterschiedliche Gesetze in den US-Bundesstaaten eine Einheitlichkeit in Amerika erschweren. „Aber in den Vereinigten Staaten … sie gießen immer noch Beton, bauen Straßen, sehr ähnlich, aber [die Bundesstaaten] haben unterschiedliche Spezifikationen, unterschiedliche Anforderungen. Das ist die Herausforderung.“

„Die Technologie ist da, aber es geht um die rechtlichen Verträge“, sagte er.

Cisler stimmte dem zu, äußerte sich jedoch skeptisch, dass die Bundesregierung den Bauunternehmen BIM erfolgreich aufzwingen könne.

Er sagte jedoch, dass mehr Unternehmen BIM implementieren würden, wenn sich die Anreize zur Einführung des Prozesses als lohnenswert erweisen würden.

„Versicherungsunternehmen [könnten] anfangen, die Prämien für Projekte zu senken, bei denen einige dieser KI-Überwachungstools aus Gründen der Standortsicherheit eingesetzt werden“, sagte Cisler. „Sobald die Anreize steigen, denke ich, dass es mehr Einsatz und Akzeptanz geben wird.“

Konzentrieren Sie sich auf die kleinen Erfolge

Als Antwort auf eine Frage der ConTech-Versammlung ermutigte Johnson Projektleiter, die Einführung langsam anzugehen und messbare, erreichbare Ziele zu setzen. Er sagte, dass zu viele Auftragnehmer bei ihrer ersten Einführung von BIM-Praktiken versuchen, „das Meer zum Kochen zu bringen“ oder zu viel zu schnell zu tun.

„Sie wollen große Ergebnisse erzielen und [sagen]: ‚Ich habe bei diesem Job 30 % gespart‘“, sagte er. „Arbeiten Sie ein bisschen an dem Projekt. Erzielen Sie kleine Erfolge. Setzen Sie sich kleine Ziele [und] wenn Sie keine Verbesserung in einem Arbeitsablauf sehen, machen Sie es nicht richtig.“

Eine Investition in BIM oder eine Digital-Twin-Software kann für manche Unternehmen enorm sein, aber das gilt auch für die damit verbundene Belohnung.

„Ich denke, das ist eine enorme Chance“, sagte Dr. O'Brien. „[Es ist] eine Chance für uns, besser darüber zu diskutieren, wie wir ein besseres Betriebsmodell in virtueller Form bereitstellen können … und dies zu nutzen, um den Konstruktions- und Entwurfszyklus zu verbessern.“

Eine Gruppe aktueller und ehemaliger Mitarbeiter und Studenten der University of Texas beim Construction Technology Summit 2024 im März. (Bild: Eason Photography)