BIM- und GIS-gestützte Digitalisierung

Wohnungsunternehmen stehen umfassende digitale Transformationsprozesse bevor. Laut einer groß angelegten Digitalumfrage des Bundesverbandes deutscher Wohnungs- und Immobilienunternehmen im August 2018 ist die Umsetzung zu digitalen Geschäftsprozessen und Vorgangsmanagement im vollen Gang.

Zwar fehlt es in vielen Unternehmen an konkreten Strategien, und interne Widerständen sorgen teilweise dafür, dass die Beschäftigung mit der digitalen Transformation nur langsam voranschreitet. Dennoch widmet sich die Wohnungswirtschaft zunehmend dem Thema Digitalisierung.

Während Prozesse der Datenverarbeitung, aber auch der Wohnungsvermarktung bereits vielfach digitalisiert wurden, spielt Building Information Modeling in den Wohnungsunternehmen bisher nur eine untergeordnete Rolle. Eher wird die Digitalisierung sehr eng an Prozesse und die damit verbundenen Veränderungen geknüpft.

Dennoch sehen die Unternehmen viele Chancen in der digitalen Transformation. Die digitale und mobile Erfassung und Pflege technischer Bestandsdaten befindet sich bei 60 Prozent aller befragten Unternehmen in der Umsetzung oder wurde bereits umgesetzt. Doch nur knapp ein Drittel plant, sich am digitalen Gebäudezwilling zu orientieren (Quelle: GdW-Gremienbefragung Digitalisierung, 2018).

Auf der Insel

Bisher ist die IT-Systemlandschaft in den Unternehmen der Wohnungswirtschaft sehr stark durch proprietäre Systeme geprägt. Neben dem ERP-System werden z. B. Handwerkerkopplungen oder Systeme für das Portfoliomanagement eingesetzt. In all diesen Systemen kommen Bestandsdaten zum Einsatz. Berater entwickeln gern individuelle Regeln für das Thema Bestandsdaten, und das häufig noch mal prozessbezogen.

Je nach ERP-, Berater- oder anwendungsspezifischem Schwerpunkt entstehen dabei Insellösungen, die den Anforderungen an ein digitalisiertes Unternehmen nicht genügen. Selbst Unternehmen, die für sich eine eigene und durchgängige Lösung zum Thema Bestandsdaten entwickelt haben, leben – aus der globalen Perspektive betrachtet – auf einer Insel.

Diese Fehlentwicklung gilt es im doppelten Sinne zu überwinden. Die bisher etablierten Lösungen reichen bei Weitem nicht aus, um den Herausforderungen zu begegnen, die modellbasiertes Bauen und Betreiben mit sich bringen. In einer zunehmend vernetzten Arbeitswelt mit einer Vielzahl unternehmensübergreifend arbeitender Akteure wie Eigentümer, Handwerksbetriebe oder FM-Dienstleister sowie steigenden Dokumentationspflichten wie z. B. Verkehrssicherungspflichten oder energieeffizientes Bauen führt die Strategie Insellösung zu unnötigem Aufwand für die Kommunikation, die Aktualisierung der Daten und die Implementierung digitaler Geschäftsprozesse.

Warum eine general purpose BIM-Software nicht genügt

Allein mit dem Kauf einer general purpose BIM-Software ist es für die Wohnungsunternehmen nicht getan. Sie ermöglichen in der Regel zwar eine objektorientierte Modellierung von Bauteilen und Räumen, sind aber weder für die Aufgabe der Bestandserfassung noch für die Domäne Wohnungswirtschaft entwickelt worden.
In Bezug auf die BIM-Modelle müssen umfassende Festlegungen getroffen werden, die den Erfolg einer unternehmensübergreifenden Kommunikation ohne Medienbruch sicherstellen. Diese umfangreichen Festlegungen betreffen Inhalt, Detaillierungsgrad und Struktur des virtuellen Abbildes des Gebäudes. Zudem kommt der Nutzung von Geodaten in Bezug auf die Geschäftsprozesse in der Wohnungswirtschaft eine ganz zentrale Bedeutung zu.

Wohnungsunternehmen sind in der Regel große bis sehr große Bestandshalter. Für die Organisation zunehmend verteilter und mobiler Prozesse wird Orientierung benötigt. Bei BIM ist das Thema Geodaten noch ausbaufähig. Das betrifft sowohl die Georeferenzierung der Modelle als auch die Integration der Freiflächen.

Soll BIM auch beim Betreiben der Immobilie Anwendung finden, ist ein System notwendig, mit dem Bestands- und Ausstattungsdaten zentral erfasst, gepflegt und gleichzeitig unternehmensübergreifend auf der Basis etablierter Standards für wohnungswirtschaftliche Geschäftsprozesse genutzt werden können. Ein Blick auf Standards wie z. B. CAFM-Connect, die der FM-Branche für diese Aufgaben zur Verfügung stehen, offenbart, dass sie aus der Perspektive der gewerblich genutzten Immobilie entwickelt wurden. Diese Standards unterscheiden beispielsweise nicht zwischen einer Badewanne und einer Dusche. Hier steht noch einige Arbeit an, um die Standards auch für die Wohnungswirtschaft nutzbar zu machen.

Datenbasiertes Netzwerk mit allen Akteuren

Die Zukunftsvision ist ein datenbasiertes Netzwerk, in dem alle am Betrieb der Immobilie beteiligten Akteure integriert sind. Diese Vision geht sogar über die bisher kommunizierte Definition von BIM hinaus und könnte als erweitertes BIM verstanden werden, da sowohl Daten als auch Kooperationsaufgaben übernommen werden. Dabei gilt es insbesondere, auch unternehmensübergreifend zu denken und die Vorteile freier und offener Standardisierung in der Wohnungswirtschaft zu etablieren. Diese Anforderung lässt sich nur nachhaltig umsetzen, wenn es gelingt, auch die Akteure hinter den Unternehmensgrenzen einzubeziehen und offene, frei verfügbare und herstellerunabhängige Standards zu verwenden.

Bestandsdaten sind im digitalen Wohnungsunternehmen immanente Bestandteile der Prozesse. Bei Prozessen wie der Kleininstandhaltung, Investitionsplanung oder Berechnung von Wohnwertmieten sind Bestandsdaten, auch in Kombination mit räumlichen Daten, von zentraler Bedeutung. Hier setzt das Forschungsprojekt IMMOMATIK an.

Das seit Juni 2018 laufende Projekt unter Leitung von Prof. Dr. Christian Clemen (HTW  Dresden) und Dipl.-Ing. Sven Axt (map topomatik GmbH) untersucht die Anwendbarkeit des modellbasierten Bauens und vor allem Betreibens unter den speziellen Anforderungen der Wohnungswirtschaft. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Forschungsprojekts sollen dafür internetbasierte Dienste entwickelt werden.

Dabei steht einerseits die für das Betreiben so wichtige Integration von Geodaten und Gebäudemodellen im Fokus, andererseits der niedrigschwellige Einstieg in das modellbasierte Betreiben, der durch eine CAD2BIM-Migration angegangen wird. Als Basis dienen neben den digitalen Modellen auch vorhandene Ordnungs- und Sachdaten, die dann über webbasierte Dienste zur Verfügung gestellt werden.

Entwicklung einer prototypischen Webservice-Architektur

Das Projektziel ist die Entwicklung einer prototypischen Webservice-Architektur, die Bestandsdaten für das Facility Management in der Wohnungswirtschaft zur Verfügung stellt. Dabei werden offene Formate verwendet – sowohl bei der Speicherung der Bauwerksmodelle, als auch beim prozessbasierten Datenaustausch. Auf diese Weise soll ein transparentes und effizientes Asset-Management über den gesamten Lebenszyklus von Immobilien in der Wohnungswirtschaft erreicht werden. Geo- und Bauwerksinformationen werden gemeinsam dargestellt.

Auf diese Weise ist eine sehr variable Integration in die Prozesse der Wohnungswirtschaft möglich: Daten können prozessbasiert abgerufen und aktualisiert werden. Im Rahmen der Kleininstandhaltung kann so z. B. auf die Ausstattung einer Wohnung zugegriffen werden, um diese Daten anschließend an den externen Dienstleister weiterzugeben, der wiederum standardisiert ein neues Bauteil zurückliefert. Das selbe neue Bauteil steht dann im Rahmen einer anderen Sicht für die Investitionsplanung zur Verfügung.

Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde hauptsächlich mit Open-Source-Software gearbeitet, z. B. für die Datenhaltung der BIM-Server und PostGRES/PostGIS. Der Einsatz von Open-Source-Software bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Für das Forschungsprojekt – und damit auch für den Fokus Immobilienwirtschaft – war hier vor allem die sehr gute Unterstützung offener Standards wichtig. Offene Standards ermöglichen eine unternehmensübergreifende Kommunikation und versprechen die Unabhängigkeit von Herstellern und Dienstleistern.

Die Systemarchitektur für modellbasiertes Bauen und Betreiben muss in der Wohnungswirtschaft für große Datenmengen ausgelegt sein. Deshalb besteht die bisher implementierte Infrastruktur aus mehreren skalierbaren Teildiensten, die verschiedene Aufgaben innerhalb der Infrastruktur übernehmen.

GIS/BIM-Interoperabilität

Das CAFM/BIM-Backend von IMMOMATIK stellt mit dem normbasierten und an die Bedürfnisse der Wohnungswirtschaft semantisch anpassbaren Merkmalserver eine Attributdatenstruktur für die Bestandsdaten zur Verfügung. Der Merkmalserver sorgt dafür, dass die Bauteile einheitlich annotiert werden, d. h., pro Bauteiltyp die gleiche Attributstruktur erhalten. IMMOMATIK orientiert sich dabei am CAFM-Connect-Standard, der auch im Rahmen des Forschungsprojekts fortgeschrieben wird. Der CAFM-Connect-Standard dient dem Austausch von Immobiliendaten von BIM-Anwendungsfällen.

Die Innovation von IMMOMATIK besteht darin, die strukturiert und inhaltlich angereicherten Daten, die mittels Vermessung, CAD und GIS erfasst werden, über eine semi-automatische Pipeline in das BIM-Modell zu aggregieren. Zu den zentralen Anforderungen zählen die GIS/BIM-Interoperabilität und die Implementierung wohnungswirtschaftlicher Sichten auf die Bestandsdaten. Auf Basis der Industry Foundation Classes (IFC, ISO19739) wird durch IMMOMATIK eine zweckmäßige Systematik für die Klassifizierung und Attributierung von Bauteilen und Gebäude-Assets sowie Prozess- und Geodaten angeboten.

Wohnungswirtschaftliche Anforderungen an CAFM-Connect, wie zum Beispiel die Gruppierung mehrerer Räume zu einer Wohnung, die detaillierte Abbildung von Sanitärräumen und die Integration der Daten von Freianlagen werden im Laufe des Projekts ergänzt. Der Merkmaldienst bildet eine Grundkomponente für die standardisierte Erfassung von Anlagen und Bauteilen mithilfe des CAFM-Connect-Standards.

Level of Georeferencing

Von Seiten der HTW wurden Freianlagen im BIM-Modell georeferenziert und die Ergebnisse zum Thema Georeferenzierung von Gebäudemodellen auf wohnungswirtschaftliche Modelle angewandt. Ein besonders hervorzuhebendes Ergebnis des Forschungsprojektes ist die Anwendung eines neuen Ansatzes für die Georeferenzierung von BIM-Modellen – Level of Georeferencing (LoGeoRef).

Die Qualität der Georeferenzierung eines IFC-BIM-Modells wird dabei in fünf Stufen angegeben. Neben der Festlegung von Anforderungen an den Datenaustausch wird durch LoGeoRef auch eine bessere Kopplung von BIM-Modellen und GIS-Welt ermöglicht.

Bei der BIM-Methode wird der Informationsfluss zwischen Informationsbestellern und Informationslieferanten standardisiert geregelt. Dieser Aspekt ist insbesondere für die Prozessintegration der Bestandsdaten von Bedeutung. Im Projekt IMMOMATIK werden die von buildingSMART entwickelten Information Delivery Manual (IDM) verwendet, um zu bestimmen, welche Informationen konkret für einen bestimmten Geschäftsvorfall vom BIM-Modell benötigt werden.

Das Ziel besteht darin, folgende Fragen zu beantworten:

• Wer benötigt die Informationen aus dem BIM-Modell?
• Zu welchem Zeitpunkt im Prozess werden diese Informationen benötigt?
• Welcher Mindestumfang an Daten wird beim Informationsaustausch gebraucht?

Die Entwicklung einer Plattform, in der diese Anforderungen zusammengetragen und für die Wohnungswirtschaft zur Verfügung gestellt werden, ist eine der Kernaufgaben des Forschungsprojekts. Parallel entstehen Handreichungen für die Unternehmen der Wohnungswirtschaft, anhand derer Informationsanforderungen für die Perspektive des Betreibens von Immobilien schon bei der Errichtung der Immobilien Berücksichtigung finden können.

Ab Mitte 2020 wird das Unternehmen map topomatik die Softwarekomponenten für die allgemeine Nutzung anbieten. Neben der Infrastruktur werden Apps zur mobilen Erfassung und Pflege von Bestandsdaten zur Verfügung gestellt. Ergänzt wird dieses Paket durch Beratungsleistungen zur Erfassung und Pflege von Bestandsdaten und ihre Integration in wohnungswirtschaftliche Geschäftsprozesse.

Bild im Text: HTW/map topomatik