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Die Dokumente sind als «Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International Lizenz» als Namensnennung - nichtkommerziell Weitergabe - unter gleichen Bedingungen lizenziert.
Weitere Informationen unter: creativecommons
Auf Basis der hier definierten Klassen lassen sich alle für die Infrastruktur erforderlichen gewerkespezifischen Fachmodelle anwendungsbezogen flexibel zusammenstellen. Hinweise und Anregungen für die Weiterentwicklung sind ausdrücklich erwünscht und können an fg-verkehrswege@buildingsmart.de gesandt werden.
Die Dokumente entsprechen der aktuellen Best Practice und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Sie sind auch nicht im Sinne einer aus rechtlicher Sicht allgemeingültigen Empfehlung oder Leitlinie zu verstehen, sondern soll Auftraggeber und Auftragnehmer bei der Anwendung der BIM Methode unterstützen. Die Use Cases müssen den jeweiligen spezifischen Projektanforderungen angepasst werden. Die hier aufgeführten Beispiele erheben keinen Anspruch an Vollständigkeit. Informationen beruhen auf Erkenntnissen aus der Praxis und sind dementsprechend als Best Practice und nicht allgemeingültig zu verstehen. Da wir uns in einer Phase befinden, in der Definitionen erst entstehen, kann der Herausgeber keine Gewährleistung für die Richtigkeit einzelner Inhalte übernehmen.
Vorstandardisierungsarbeit der buildingSMART-Fachgruppen BIM Verkehrswege und BIM in der Landschaftsarchitektur.
Die buildingSMART-Fachgruppe BIM-Verkehrswege hat die Bedeutung eines einheitlichen BIM-Klassenkataloges für die Infrastruktur bereits im Frühjahr 2018 erkannt. Die Infrastruktur-Experten sind sich einig, dass ein gemeinsames Verständnis wesentlicher Fachbegriffe, betrachtet über den gesamten Lebenszyklus, heute noch fehlt. Daher gilt es, ingenieurhistorisch entstandene fachliche Begrifflichkeiten und deren Struktur zu überprüfen und bereichsübergreifend im Sinne von Open-BIM zu harmonisieren und nutzbar zu machen.
Die Fachgruppe BIM-Verkehrswege, unterstützt durch die Fachgruppe BIM in der Landschaftsarchitektur, bündelt Expertenwissen aus allen Fachbereichen der Verkehrswege-Infrastruktur über den Lebenszyklus des Planens, Bauens und Betreibens sowie der Dienstleistung (Entwicklung, Beratung, Lieferung, …). Die Mitglieder der Fachgruppen widmen sich auf ehrenamtlicher Basis der Erarbeitung von (Vor-)Standards unter dem Dach des buildingSMART e. V. Das primäre Ziel ist die Erarbeitung eines einheitlichen BIM-Klassenkatalogs für die Infrastruktur.
Die ersten Ergebnisse wurden im Mai 2020 mit dem Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege“ veröffentlicht. Darin enthalten waren bereits wesentliche BIMKlassen. Der nun vorliegende Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege 2.0“ wurde strukturell angepasst und inhaltlich erweitert.
Der Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege 2.0“ finden sie im bSDD Link: https://buildingsmart-verlag.de/produkt/bim-klassen-der-verkehrswege-2-0/
Verlinkung zum bSDD - buildingSMART Data Dictionary: https://search.bsdd.buildingsmart.org/uri/buildingsmart-de/OBKVL3/2.0
Allgemeine Grundsätze
Ziel des vorliegenden Katalogs ist die Sammlung der für die BIM-Modellierung im Bereich Verkehrswege-Infrastruktur fachspezifisch erforderlichen Klassen.
Nach dem Prinzip „weniger ist mehr“ wurden Fachbegriffe aus der Praxis geprüft, mit Erfahrungen aus BIM-Projekten abgeglichen, vereinheitlicht und zusammengeführt. Dabei bestand nicht der Anspruch, alle Fachbegriffe aus vorhandenen Regelwerken vollumfänglich abzubilden.
Bei der Entwicklung werden daher folgende Grundsätze verfolgt:
Die BIM-Klassen sind unabhängig von Geometriemodell und Austauschformat
Die BIM-Klassen stehen nicht in Konkurrenz zu komplexen etablierten Standards wie IFC, OKSTRA oder softwarespezifischen Formaten. Diese Standards bieten jeweils Möglichkeiten externe Klassifikationen einzubinden. Die BIM-Klassen der Verkehrswege bilden ein gemeinsames „Wörterbuch“, das von unterschiedlichsten Softwaresystemen, Datenaustauschformaten, Modellen und Fachdomänen über den gesamten Lebenszyklus verwendet werden kann.
Allgemeinverständlichkeit
Die definierten Klassen sollten durchgehend für alle fachkompetenten Nutzer mit Hilfe der beigefügten Erläuterung verständlich sein. Der Ansatz ist grundsätzlich multidisziplinär. Diese Allgemeinverständlichkeit über den gesamten Lebenszyklus einer Infrastrukturmaßnahme muss gegeben sein. Dies unterstützt die Nutzbarkeit und Akzeptanz des Kataloges.
Widerspruchsfreiheit durch fachliche Harmonisierung
Die fachliche Entwicklung von BIM-Klassen, Merkmalsgruppen und Merkmalen erfolgt bereichsübergreifend-integrativ. Es werden die Fachbereiche Vermessung/Bestand, Baugrund/Geologie, Straße/Entwässerung, Bahn, Brücke/Ingenieurbauwerk, Tunnel/Spezialtiefbau, Wasserwege/Hafen sowie Landschaft/Freianlage abgebildet. Die unterschiedlichen Bedürfnisse der Auftraggeber, Planer, Ausführenden, Betreiber, Lieferanten und Berater werden berücksichtigt.
Die Voraussetzung für das modellbasierte Arbeiten in der Infrastruktur ist ein Konsens über Fachbedeutungen. Durch eine gemeinsame und standardisierte Verwendung von Begriffen können unterschiedliche Fachsoftwarelösungen Prozesse besser automatisieren. Datenbanken unterschiedlicher Gewerke können einfacher abgefragt werden, weil sie die gleichen Begriffe aus dem „Wörterbuch“ verwenden.
Erweiterter Objektbegriff
Die meisten Klassen des Katalogs werden dazu verwendet, konkrete, materielle Bauteile in einem BIM-Modell zu klassifizieren. In Analogie zu IFC werden zusätzlich Klassen aufgelistet, die entweder zur räumlichen Gliederung des BIM-Projektes genutzt werden können, als geometrische Bezugselemente fungieren oder bestimmte, nicht materielle Situationen und Relationen abbilden. Einige Bauteile können explizit parametrisch genutzt werden, d. h. dass sich die Bauteile dieser Klasse dynamisch an die veränderte Parametrisierung anpassen, zum Beispiel bei Änderung der Trasse. Mit dem erweiterten Objektbegriff stellt der Klassenkatalog Begriffe für die Planungsund Bauaufgabe zur Verfügung, aber auch Abläufe, Zusammenhänge und Abhängigkeiten.
Umsetzbar
Für die effiziente Umsetzung dieses (Vor-)Standards verfolgt der Katalog einen reduzierenden Ansatz, insbesondere was die Differenzierung von BIM Klassen angeht. Nur eine begrenzte Zahl von BIM-Klassen ist mit einem vertretbaren Aufwand praktikabel in Standards und Schnittstellen umsetzbar.
Vorgehensweise
Die Arbeit der Fachgruppen orientiert sich an den Grundsätzen der internationalen und nationalen Standardisierung im Bereich BIM. Experten und Vertreter von Normungsgremien wurden als Berater bei der Bearbeitung des Kataloges „BIM-Klassen der Verkehrswege 2.0“ hinzugezogen bzw. sind Mitglieder der Fachgruppe. Zur Festlegung der Klassen wurden relevante Normen und Vorschriften gesichtet und berücksichtigt.
Der vielfältige Bereich Verkehrswege erfordert einerseits fachliches Spezialwissen, weist auf der anderen Seite viele Gemeinsamkeiten und Überschneidungen auf. Die Fachgruppe hat diese Anforderungen an die Erarbeitung eines belastbaren einheitlichen Kataloges „BIM-Klassen der Verkehrswege 2.0“ durch Aufgliederung in Arbeitsgruppen berücksichtigt (Abb. 2).
Als Basis für die (Vor-)Standardisierungsarbeit wurden zahlreiche Quelldaten herangezogen, zu denen sowohl die Objektmodelle von Infrastrukturplanern und ausführenden Unternehmen als auch die Objektmodelle von Herstellern und Betreibern gehören. Die Klassen/Fachobjekte lagen in der Regel auf der Ebene der Fachmodelle oder der Gewerke vor und wurden von den entsprechenden Fachabteilungen der Mitwirkenden eingebracht.
Die erste Konsolidierung bzw. ein Abgleich der Klassen/Fachobjekte erfolgte auf der Ebene der Arbeits- bzw. Untergruppen mit folgenden Arbeitsschritten:
Die bereichsübergreifende Harmonisierung der Klassenliste stellte bei der Zusammenführung der Ergebnisse die bei weitem größte Herausforderung dar. Die Notwendigkeit der Harmonisierung ergibt sich vor allem aus der großen Zahl bereits bestehender Klassen/Fachobjekte in vorhandenen Fachmodellen und oft sehr unterschiedlicher fachspezifischer Ansätze.
Die Sammlungen der fachlichen Spezialbegriffe wurden in acht Arbeitsgruppen (siehe Abb. 2) erarbeitet und regelmäßig zwischen den Arbeitsgruppen abgeglichen und vereinheitlicht.
Inhalt und Struktur des Kataloges
Allgemeine Merkmale und Merkmalsgruppen (Metadaten)
In Version 2.0 des Klassen-Katalogs werden ergänzend sämtliche Klassen durch Metadaten charakterisiert. Fachspezifische Merkmale und Merkmalsgruppen werden in späteren Arbeitsschritten behandelt.
Die Struktur und Inhalte der beschreibenden allgemeinen Eigenschaften werden im Folgenden dargestellt.
Der Klassenname einer BIM-Klasse des Kataloges bezeichnet ein fachliches Konzept eindeutig. Optional kann eine BIM-Klasse mittels Typausprägung differenziert werden, wenn dies die Informationstiefe verlangt. Zweck des Kataloges ist die einheitlich-computerinterpretierbare Klassifizierung von Modellelementen, und zwar projektphasen-, verkehrsträger- und fachmodellübergreifend. Der Katalog beschreibt fachlich-semantische Konzepte. Er legt nicht fest, wie die Klassifizierung informationstechnisch in der Modellierungssoftware (CAD/GIS/BIM) und bei der Datenübergabe umgesetzt wird.
Die Metadaten der BIM-Klassen haben Katalogzweck und Modellzweck. Die Metadaten können zum Filtern im Katalog eingesetzt werden, wenn zum Beispiel die Auftraggeber-Informations-Anforderungen (AIA) oder Modellierungsrichtlinien für BIM-Projekte aufgestellt werden. Die Metadaten können aber auch verpflichtend bei der Modellübergabe (Informationslieferung nach
DIN EN ISO 19650) für jedes Modellelement gefordert werden, damit sie zum Beispiel bei der automatisierten Modellprüfung eingesetzt werden können. Die im Katalog aufgeführten Metadaten dienen der Charakterisierung der Klassen und dürfen nicht mit den Metadaten der DIN EN ISO 23386 verwechselt werden. Die Metadaten nach DIN EN ISO 23386 werden für die administrative Katalogpflege durch Organisationseinheiten verwendet. Die Werte der Metadaten können als Datentyp ENUMERATION (Aufzählung, Liste) angegeben werden.
Merkmalsgruppe „Metadaten_Klasse“ (Pflicht für jede Klasse, muss im BIMProjekt für jedes Modellelement vollständig angegeben werden).
Meta-Merkmal „Klassenart“ (Werteliste – je Modellelement nur ein Wert)
Dieses Meta-Merkmal beschreibt die grundlegende Verwendungsart des Modellelements einer Klasse. Es kann von BIM-Software (CDE, Autorensoftware, Koordinations-Software, GIS, …) dafür verwendet werden, um automatisch zu filtern.
Dem Meta-Merkmal „Klassenart“ wird für das einzelne Objekt ein Wert zugeordnet. Die Auswahl erfolgt je nach Verwendungszweck. Zulässige Werte sind:
Meta-Merkmal „Prototyping“ (Werteliste – je Modellelement nur ein Wert)
Dieses Meta-Merkmal beschreibt die Herkunft des Modellelements einer Klasse.
Das Merkmal gibt an, ob ein bestimmtes Modellelement aus einer Bauteilbibliothek stammt und im BIM-Modell im Sinne einer Schablone/eines Templates verwendet wurde oder ob es eigenständig in der CAD-/BIM-Software durch den Anwender modelliert wurde. So kann die BIM-Software entscheiden, ob z. B. der Bauteilkatalog des Auftraggebers eingebunden werden muss oder nicht. Das Merkmal „Prototyping“ ist dynamisch und muss je nach Art der Modellierung pro Modellelement festgelegt werden. Die Festlegung des Merkmalswertes kann automatisiert durch Softwaresysteme erfolgen. Zulässige Werte sind:
Merkmalsgruppe „Metadaten_Geometrie“ (Pflicht für jede Klasse, muss im BIM-Projekt für jedes Modellelement vollständig angegeben werden).
Dieses Meta-Merkmal beschreibt die Dimension des Raumes, in den das Modellelement einer Klasse eingebettet ist.
Die Koordinatendimension wird durch die Anzahl der Koordinatenwerte der Punkte, die Form und Lage des Modellelementes beschrieben. Mit dem MetaMerkmal erhält die lesende Software die Information zur Koordinatendimension, ohne alle (ggf. sehr viele) Koordinaten einzeln prüfen zu müssen. Das Merkmal „Koordinatendimension“ ist dynamisch und muss je nach Geometrie pro Modellelement festgelegt werden. Zulässige Werte sind:
Meta-Merkmal „Objektdimension“(Werteliste – je Modellelement nur ein Wert)
Das Meta-Merkmal „Objektdimension“ beschreibt die Ausdehnung des Modellelementes. Typischerweise werden Modellelemente im Building Information Modeling (BIM) als Volumenkörper (Objektdimension Volumen) modelliert. Zulässige Werte sind:
Ergänzender Hinweis: Die Objektdimension eines Modellelementes kann
maximal so groß sein, wie seine Koordinatendimension.
Meta-Merkmal „Geometrieberechnung“ (Werteliste – je Modellelement nur ein Wert)
Dieses Meta-Merkmal beschreibt die Art der Geometrieberechnung des Modellelementes. Die Software kann so schnell entscheiden, welche Softwaremodule zu verwenden sind, um geometrische Berechnungen für Visualisierung oder Kollisionsanalyse durchzuführen. Die vielen unterschiedlichen Arten der mathematischen Geometrieberechnung in Software werden grundsätzlich in zwei Kategorien eingeteilt. Man spricht hierbei von ausgewerteten (expliziten) und nichtausgewerteten (impliziten) Modellen (vgl. Borrmann und andere, „Building Information Modeling“, Springer, 2015).
In expliziten Modellen kann eine CAD-/BIM-/GIS-Software direkt die Koordinaten lesen, die die Form und Lage von Modellelementen beschreiben. Es sind keine weiteren Berechnungen nötig. Zum Beispiel können die sechs Begrenzungspolygone einer einfachen Wand direkt visualisiert werden.
Bei impliziten Modellen werden Parameter für die Berechnung der Geometrie der Modellelemente gespeichert (z. B. Mittelachse einer Wand, Breite und Höhe). Die sichtbare Geometrie des Modellelements muss durch die Software erstellt/ausgewertet werden. Zulässige Werte sind:
Der Katalog „BIM-Klassen der Verkehrswege 2.0“ finden sie im bSDD Link: https://buildingsmart-verlag.de/produkt/bim-klassen-der-verkehrswege-2-0/
Verlinkung zum bSDD: https://search.bsdd.buildingsmart.org/uri/buildingsmart-de/OBKVL3/2.0