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07.08.2019 | Ulrich Hartmann

God save the DIN

DIN SPEC 91391 „Gemeinsame Datenumgebungen für BIM-Projekte”

Die Briten mögen skurril sein, doch in der BIM-Normung sind sie Kontinentaleuropa weit voraus. Allmählich wird das auch in Staaten diesseits des Ärmelkanals begriffen – das zarte Pflänzchen „Zusammenarbeit“ beginnt zu gedeihen.

„Die auftragserteilende Partei stellt die gemeinsame Datenumgebung (CDE) des Projekts bereit (Implementieren, Konfigurieren und Unterstützen), um den allgemeinen Anforderungen des Projekts gerecht zu werden und die kollaborative Produktion von Informationen zu unterstützen“, [1] heißt es in ISO 19650-2 Abschnitt 5.1.7.

Hätten wir das bei Beauftragung des Flughafens Berlin-Brandenburg (BER) doch bloß schon gewusst. Höchstwahrscheinlich hätte man mit dem durch den BIM-Einsatz eingesparten Geld Elon Musks Überschall-Rohrpost bauen können und wäre vielleicht vom BER aus dem Brandenburger Ort Schönefeld ebenso schnell in der City wie heute mit dem Bus vom Flughafen Berlin-Tegel.

Von der Freiheit, BIM zu machen – oder es zu lassen …

Die Regierung Ihrer Majestät hatte im Mai 2011 einen Plan: „To drive the adoption of BIM across government.“ [2] Es blieb nicht beim Plan. Die Briten begannen noch im selben Jahr, BIM-Standards zu entwickeln. Seit 2016 sind sie in Kraft: Kein öffentlich finanziertes Bauprojekt ohne BIM. Steuergelder effektiver einsetzen als bisher war eines der Ziele von BIM in Großbritannien. Dafür nahm man erhebliche Summen von Steuergeldern in die Hand, um eben dieses Ziel zu erreichen. Baubehörden wurden ausgerüstet und ausgebildet, Software-Portale zur öffentlichen Nutzung entwickelt – zum Beispiel die National BIM-Library.

Doch nicht nur das. Auch die Verbände halfen tatkräftig mit, um ihren Mitgliedern einen Anteil am Innovationskuchen zu sichern. So warf die britische Architektenkammer RIBA (Royal Institute of British Architects) ihren über sechzig Jahre lang bewährten „Plan of Works“, ein Leistungsverzeichnis für das Planen und Bauen – vergleichbar mit unserer HOAI, jedoch ohne Gebührenteil – über Bord und entwickelte einen zeitgemäßen, BIM-konformen „Digital Plan of Work“. [3]

Die Entwicklung von Standards wurde nicht dem Zufall überlassen, sondern staatlich gefordert und gefördert, damit der Plan, 2016 die erste Stufe von BIM zu erreichen, gelingen konnte. Natürlich machen die Briten weiter. Der neue Plan heißt „Digital Built Britain“, die Nutzung digitaler Informationen auf den Ebenen Gebäude, Stadt, Land und Gesellschaft.

Die britische Regierung hat längst erkannt, wie wichtig die Entwicklung von Standards für die Umsetzung von Zielen wie Steuereffizienz, Umweltschutz und Wirtschaftsförderung ist. Standards setzen gleiche Rahmenbedingungen für alle Marktteilnehmer. Sie beschreiben den aktuellen Stand der Technik, sind rechtlicher Referenzpunkt für Verträge und Gesetze und tragen damit zur Ausgestaltung der Marktbedingungen maßgeblich bei.

BIM-Standardisierung bleibt spannend

Seit Dezember 2018 gibt es den ISO-Standard 19650 „Information Management using BIM“. [4] Er ist weltweit gültig. Die nationalen Normungsbehörden führen ihn derzeit in die jeweilige nationale Normung ein. Mit dem Erscheinen der deutschen Fassung ist in der zweiten Jahreshälfte zu rechnen. Die mit Vertretern der Länder besetzten Arbeitsgruppen der ISO haben sich nach jahrelangem, teilweise hartem Ringen auf einen umfassenden BIM-Standard geeinigt. [5]

Den Anstoß gaben die Briten, als sie vor ein paar Jahren ihre exzellenten BIM-Standards BS 1192 und PAS 1192-2 in die ISO einbrachten, in der optimistischen Annahme, die übrige Welt würde ihre BIM-Standards gebührend willkommen heißen.

Doch die britischen Vorlagen wurden in den Gremien von ISO und CEN auf den gemeinsamen Nenner gebracht, der für die internationalen Teilnehmer konsensfähig war. Das Ziel, in einem weltweiten Konsens nationale Regelungen zu überwinden, wurde daher oft durch inhaltliche Kompromisse, zum Beispiel Kürzungen und Generalisierungen, erreicht. Zwar können Normentexte keine Lehrbücher und Schulungen ersetzen, doch eine allzu abstrakte Flughöhe lässt das BIM-Bodenpersonal¬ leider gelegentlich mit zu vielen Fragezeichen zurück.

Nationale Normen können die Lücken teilweise füllen, um Anwendern mehr Klarheit zu verschaffen. Und genau das geschieht nun in den ISO-Mitgliedsstaaten. Die vorliegende ISO 19650 lässt dafür weiten Spielraum. So darf jede nationale Ausgabe der ISO 19650 ergänzend einen¬ nationalen Appendix haben.

BIM-Projekte im Vereinigten Königreich müssen dieses berücksichtigen, denn der britische Appendix der ISO 19650 enthält noch Benennungsregeln für Dateien aus der, im Zuge der ISO 19650 zurückgezogenen, BS 1192, die gleiches enthielt. Von einer weltweit einheitlichen BIM-Implementierung sind wir also noch ein Stück entfernt.

Was das Thema „Gemeinsame Datenumgebungen“ (CDE) anbelangt, erfährt man in ISO 19650 zumindest, dass BIM-Projekte eine CDE haben – oder auch mehrere. CDEs werden¬ zudem als unabdingbarer Bestandteil eines BIM-Projektes betrachtet. Daten in CDEs hätten sich in einem der folgenden Zustände zu befinden: „In Bearbeitung“, „Geteilt“, „Veröffentlicht“ oder „Archiviert“. Zu einem so zentralen Bestandteil hätte man sich mehr Details gewünscht. Wer gibt den Anwendern mehr Klarheit?

Mehr Klarheit – DIN SPEC 913919 „Gemeinsame Datenumgebungen für BIM-Projekte“

Dass Online-File-Sharing (Google Drive, Drop¬Box usw.) keine Gemeinsame Datenumgebung ersetzen kann, dürfte sich nicht erst seit Einführung der ISO 19650 herumgesprochen haben. Wie das Informations-Management à la BIM mit einer CDE genau unterstützt wird, war bisher vielen jedoch nicht so bekannt. Was genau ist eine Gemeinsame Datenumgebung (CDE), welche Funktionen hat sie, welche BIM-Konzepte setzt sie um?

In der Baubranche herrscht derzeit kein einheitliches Verständnis über Inhalte und Details einer solchen Datenumgebung. Grund genug, das Projekt DIN SPEC 91391 „Gemeinsame Datenumgebungen für BIM-Projekte“ zu initiieren. Am Projekt waren außer den Initiatoren Oracle Deutschland und der planen bauen 4.0 GmbH auch die ALLPLAN GmbH, die eTASK Immobilien Software GmbH, die Fact GmbH, der Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V., die think project! GmbH und TNO Research beteiligt.

Die neue DIN SPEC 91391 beschreibt erstmals Anforderungen sowohl an die Funktionen einer CDE als auch an den offenen Datenaustausch zwischen Plattformen verschiedener Hersteller. Sie steht zum kostenlosen Download unter www.beuth.de zur Verfügung.

DIN SPEC 91391 Teil 1 „Module und Funktionen einer Gemeinsamen Datenumgebung“

Im ersten Teil der DIN SPEC werden die grundlegenden Funktionen, Module und Konzepte einer Gemeinsamen Datenumgebung definiert sowie die Aufgaben einer CDE beschrieben. So erfolgt die Lieferung von Informationen in sogenannten Informations-Containern. Diese werden mit Metainformationen beschrieben, damit sie in der Gemeinsamen Datenumgebung systematisch weiterverarbeitet werden können. BIM-Anwendungsfälle, zum Beispiel aus einem BIM-Ablaufplan BAP, werden in Arbeitsschritte eines CDE-Anwendungsfalls umgesetzt und im Workflow-Management-Modul der CDE ausgeführt. Die DIN SPEC gibt den Mindestumfang sowie mögliche Zusatzfunktionalitäten einer CDE an.

Eine Gemeinsame Datenumgebung nach DIN SPEC 91391 muss unter anderem folgende Kriterien erfüllen:

  • Informationen müssen im Hoheitsgebiet des Urhebers bleiben und dürfen nur durch explizite Weitergabe in einem definierten Lieferprozess in die Hände der jeweiligen Projektteilnehmer gelangen (Lieferprinzip)
  • Kriterien zu Leistungsfähigkeit und IT-Sicherheit der digitalen Infrastruktur
  • Informationslieferungen (z. B. nach einem BIM-Abwicklungsplan BAP) müssen in einer CDE ausgeführt und kontrolliert werden können
  • Wichtigste CDE-Workflows für die Zusammenarbeit in BIM-Projekten sind zu unterstützen
  • Nachvollziehbarkeit aller CDE-Aktivitäten und Workflows sowie aktuelle Bearbeitungszustände sind jederzeit erkennbar. Zusammenfassung der Projektsituation (Bild 1)

Bild 1: Dashboard mit Informationen zur Projektsituation (Bild: Ulrich Hartmann/HUSS-MEDIEN GmbH)

Koordination der Fachgewerke wird beispielsweise unterstützt durch

  • Überlagern und Weitergabe von Fachmodellen an Prüfverantwortliche
  • Kommunikation von Problemen durch Nutzung des BIM Collaboration Formats BCF
  • Prüf- und Fehlerbehebungs-Workflows. Schnelle Zuordnung, Kommunikation und Behebung von Fehlern.
  • spezielle Workflows zur Prüfung, Fehlerbehebung und Qualitätssicherung
  • Unterstützung von BCF im integrierten BIM-Viewer

Leistungsfähige BIM-Viewer ermöglichen

  • die Orientierung und Prüfung im Modell, das Anlegen von Schnitten sowie Ein- und Ausblenden von Elementen
  • die Verlinkung von Modellelementen mit Dokumenten, z. B. Wartungsplänen und Produktspezifikationen
  • Anzeige alphanumerischer Modellinformationen, z. B. Modellattribute
  • baumartige Darstellung von Modellstrukturen (Geschoss/Raum, Elementtypen)
  • Anzeige nicht-grafischer Modellinformationen (Attribute, Fehlerstatus, Kommentare)
  • Unterstützung offener Formate, Visualisierung von IFC-Modellen und BCF-Informationen
  • Integration von Autorenwerkzeugen (z. B. Revit) und modellbasierten Prüfwerkzeugen (z. B. Solibri Model Checker, Navisworks) über Plug-Ins und Web-Schnittstellen, dadurch direkter Informationsaustausch zwischen CDE und Anwendungen ohne manuellen Dateitransfer.

Ein digitaler Anhang (Excel-Tabelle) stellt zu DIN SPEC 91391 Teil 1 die einzelnen Funktionsgruppen übersichtlich tabellarisch dar. Das hilft bei Ausschreibungen und beim Vergleich unterschiedlicher CDE-Lösungen.

 

BIM-Viewer in einer CDE mit BCF-Unterstützung (Bild: Ulrich Hartmann)

DIN SPEC 91391 Teil 2 „Offener Datenaustausch mit Gemeinsamen Datenumgebungen“

Eine CDE kommt selten allein, besonders, wenn man den gesamten Lebenszyklus eines Bauvorhabens von der Planung über die Ausführung bis zur Nutzung betrachtet (Bild 2). Bei BIM stehen die Daten im Mittelpunkt, denn sie sind von höchstem Wert für Bauherren, Betreiber und die Projektbeteiligten insgesamt. Das gilt auf der Zeitachse ebenso wie innerhalb der Lieferkette einer Phase. Informations-Silos sind unerwünscht, Interoperabilität heißt die Devise.

Bild 2: Vernetzter Informationsaustausch (Bild: Ulrich Hartmann/HUSS-MEDIEN GmbH)

Bei CDEs als zentraler Drehscheibe aller Informationen und Abläufe in einem Projekt ist das besonders wichtig. Auch wenn mehr als eine CDE zum Einsatz kommt, müssen die Verfügbarkeit der Daten und ein reibungsloser Austausch gewährleistet sein.

Deshalb beschreibt Teil 2 der DIN SPEC 91391 ein Schnittstellenkonzept für den offenen Datenaustausch in BIM-Projekten, bei denen die Projektbeteiligten unterschiedliche Plattformen nutzen. Es werden Anforderungen an Schnittstelle, Protokoll und Datenstrukturen definiert. Sogenannte API-Anwendungsfälle beschreiben den Datenaustausch über den Bereich einer einzelnen CDE hinweg. Hierunter ist entweder die Kommunikation zwischen zwei CDEs oder zwischen einem CDE und einer¬ Anwendung zu verstehen.

Ausblick

Das in Teil 2 der DIN SPEC vorgestellte Schnittstellen-Konzept stößt international auf großes Interesse. Die CEN/ISO hat unseren Antrag auf Fortführung der DIN SPEC 91391 Teil 2 auf internationaler Ebene genehmigt. Die Aufgabe lautet nun, einen internationalen Standard zur Interoperabilität von CDEs zu entwickeln, der der Bedeutung von CDEs in BIM-Projekten Rechnung trägt und deutlich vorantreibt.

BIM heißt zusammenarbeiten. Wie naheliegend, wenn Lösungsanbieter genau diese Zusammenarbeit ermöglichen.


Quellen:

(1) CDE: Common Data Environment. Der Wortlaut der Übersetzung aus der englischen Fassung kann von der zukünftigen deutschen Fassung abweichen

(2) Cabinet Office – Government Construction Strategy. May 2011

(3) Online Anleitung, Toolbox, Excel-Tabellen für eigene Projekte unter www.ribaplanofwork.com

(4) BS EN ISO 19650:2018; Vollständiger Titel: Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works, including building information modelling (BIM) – Information management using building information modelling. Part 1: Concepts and principles; Part 2: Delivery phase of the assets

(5) DIN EN ISO 19650:2018; Deutscher Titel: „Organisation von Informationen zu Bauwerken – Informationsmanagement mit BIM“. Teil 1: Begriffe und Grundsätze, Teil 2: Lieferphase der Assets (ISO/DIS 19650-2.2:2018). Verfügbar voraussichtlich in der zweiten Jahreshälfte 2019.

© Ulrich Hartmann
Autor

Dipl.-Ing. Ulrich Hartmann studierte Bauingenieurwesen/Bauinformatik an der TU Berlin. Er arbeitete u. a. an der TU Berlin, im Nemetschek Forschungsteam und an der Universität Karlsruhe (KIT). Seit 2014 ist er Product Management BIM Expert bei ORACLE Construction & Engineering Global Business Unit. Ulrich Hartmann ist in mehreren Gremien für die BIM-Normung aktiv: Arbeitsgruppen VDI 2552 Blatt 5 „Datenmanagement“, 6 „Bauherrenseitige Implementierung und FM“, 7 „Prozesse“ (stellv. Leitung), 10 „AIA und BAP“, 11 „Informationsaustauschanforderungen“, DIN SPEC 91391 „Gemeinsame Datenumgebungen (CDE) für BIM Projekte“ (Leitung), CEN WG2 “Exchange Information“. oracle.com

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