5D: Der “Megatrend” im Bauwesen

Von Gastbeitrag – 01.09.10 – Kategorien: Bau,IT

5D: Der “Megatrend” ...

Mit Hilfe der digitalen Fabrikplanung konnte die Automobilindustrie massive Kosteneinsparungen erzielen. Dieser technologische Wandel bedeutete eine Revolution innerhalb der Branche. Und er beschränkt sich mittlerweile nicht mehr auf den Automobil-, Schiff- und Flugzeugbau. Auch die Baubranche beschäftigt sich rund um den Globus intensiv mit vergleichbaren Technologien. Ein Beispiel innerhalb Europas bildet die 5D-Initiative.

Von Verena Mikeleit, RIB Software AG

Eine Initiative der europäischen Bauindustrie zur Entwicklung neuer IT-Lösungen für die Planung, Ausführung und Nutzung von Gebäuden und Infrastrukturprojekten. Hier haben sich führende europäische Bauunternehmen – STRABAG / Züblin, die Royal BAM Group, Ballast Nedam und die Consolidated Contractors Company (CCC) – zu der 5D-Initiative zusammengeschlossen und fördern die Entwicklung moderner, modellbasierter Arbeitsweisen neben anderen Baukonzernen innerhalb der Branche konsequent.

Bauindustrie weltweit bestätigt modellbasierte Arbeitsweise

Von CAD-Anbietern wird seit einigen Jahren der Begriff Building Information Modeling (BIM) geprägt, heute bereits ein geläufiger Begriff innerhalb der Branche. In Deutschland und international kommunizieren CAD-Hersteller die Anwendung von BIM als kosteneffizient und rentabel für den gesamten Bauprozess. Doch die CAD-basierenden BIM-Modelle sind für den Entwurf von Bauwerken konzipiert und unterstützen nur die Bearbeitung von Teilprozessen. Die Bauwirtschaft ist sich weltweit einig, dass dieser Ansatz auf den kompletten Prozessablauf des Bauwesens erweitert werden muss. Der 5D-Ansatz, der neben dreidimensionalen Geometriedaten die für das Bauprojekt erforderliche Ressourcen, wie etwa Baustoffe, Maschinen oder Personal sowie Zeit- und Vorgangskomponenten über operative Arbeitsprozesse zusammenführt, wird innerhalb der Branche als der Megatrend für die Zukunft betrachtet.

Kollisionen vermeiden
Mit einem 5D-Bauwerksmodell können unabhängig vom Gewerk und vom eingesetzten CAD-System Geometriemodelle eingelesen und zu einem konsolidierten Modell zusammengeführt werden. Anschließend kann dieses Bauwerksmodell mit Hilfe einer Kollisionsprüfung analysiert werden. Auf diese Weise werden Planungskonflikte bereits in sehr frühen Projektphasen eliminiert, die – wenn diese unerkannt bleiben – regelmäßig zu erheblichen Mehrkosten und Terminverzögerungen führen. Aktuelle Studien, durchgeführt von international operierenden Bauunternehmen, bestätigen, dass sich bei derart konsolidierten Planungsdaten rund zehn Prozent der Kosten einsparen lassen. Ein Bauunternehmen aus den Vereinigten Staaten belegt signifikant verkürzte Projektdurchlaufzeiten bei rund 21 Prozent geringeren Ist-Kosten als ursprünglich geplant.

Exakte Mengen und Kosten
Die Ermittlung der Mengen ist in der Regel zeitaufwändig und wird von vielen Architekten, Ingenieuren und Planungsgesellschaften größtenteils noch manuell erstellt, obwohl ungenau ermittelte Mengen heute noch zu den größten Projektrisiken zählen. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es notwendig, alle relevanten Planungs- und Ausführungsmengen direkt aus dem konsolidierten Bauwerksmodell heraus zu berechnen. Mengen und Kosten sollten dabei exakt nach vorgegebenen nationalen und internationalen Standards, wie die deutsche Verdingungsordnung für Bauleistungen (VOB) oder die britische Standard Method of Measurement for Building Works (SMM7) berechnet werden. Sinnvoll ist, auch Detailmengen, beispielsweise für Schalung oder die Ausbaugewerke, ausführungsgerecht zu errechnen. Aufgrund des permanenten Bezugs zum 3D-Modell bleiben dabei die verschiedenen Rechenansätze für den Planer stets nachvollziehbar. Ist die Mengenberechnung regelbasiert mit Leistungsverzeichnissen und Kalkulationen verzahnt, so ist auch späteren Bauausführung mit allen nachfolgenden Prozessen an die Projektbearbeitung angebunden.

Durch diesen modellbasierten Ansatz werden auch die Zusammenstellung von Ausschreibungsunterlagen und die Bearbeitung von Vergabeprozessen viel schneller, einfacher und transparenter. Die zu erbringenden Leistungen sind stets am Bauwerksmodell nachvollziehbar. Für die Kostenplanung und die Kostenkalkulation können Preisdatenbanken oder kalkulierte Leistungspositionen aus bereits abgeschlossenen Bauprojekten mit dem Geometriemodell verknüpft und für neue Projekte verwendet werden.

Aus 3D wird 5D
Die bauausführende Seite profitiert in der Phase der Arbeitsvorbereitung und Beschaffung insbesondere von der direkten Verbindung des 3D-Modells mit Zeit- und Vorgangskomponenten sowie Ressourcen zu einem 5D-Bauwerksmodell. Auf dieser Grundlage können erstmals direkt aus dem Bauwerksmodell während der operativen Projektarbeit Forecasts für Kosten und Leistungen, Liquiditätsübersichten und Ressourcenplanungen berechnet sowie Bauabläufe simuliert und optimiert werden. Wichtig ist hierbei, dass die Daten nicht in ein separates Simulationstool exportiert werden müssen, sondern in einer integrierten technischen ERP Softwarelösung durchgängig ohne Prozessbrüche bearbeitet werden können. So kann ein Bauunternehmen benötigte Materialien, auf der Baustelle aktiv tätiges Personal und die eingesetzten Baumaschinen und -geräte jederzeit überblicken. Eine direkte Anbindung an elektronische Vergabeplattformen kann darüber hinaus die Möglichkeit offerieren, Anfragen und Bestellungen über das World Wide Web direkt in den Prozess zu integrieren.

Nicht zuletzt ermöglicht die Verknüpfung von Geometrie, Zeit und Ressourcen detaillierte Soll-Ist-Vergleiche in jeder Projektphase und wird so neue Maßstäbe beim Projektcontrolling eröffnen. Grundlage dafür ist wieder die voll integrierte modellbasierte Mengenermittlung mit Hilfe des 5D-Bauwerksmodells, die in allen Planungs- und Ausführungsphasen die Basis für Leistungsbewertungen in einer neuen Qualitätsstufe bildet. So lassen sich Mengen entweder direkt am Modell oder – wenn keine Modelldaten bereitstehen – auch klassisch mit manueller Erfassung, sowohl frei als auch nach vorgegebenen Standards, beispielsweise nach VOB, SMM7 oder REB (Regelung für die elektronische Bauabrechnung), ermitteln. Diese völlig neue Arbeitsweise offeriert die Möglichkeit für mehr Transparenz bei der Projektsteuerung für alle Projektbeteiligten, sei es für den Architekt, den Ingenieur, den Investor, den Generalunternehmer oder den Subunternehmer.

Durchgängiges Konzept für den gesamten Bauablauf
Die 5D-Technologie bietet Vorteile für alle am Projekt beteiligten Parteien. Die modellbasierte Arbeitsweise kann Architekturbüros jeder Größenordnung, öffentlichen Verwaltungen, Bauabteilungen der Industrie sowie ausführenden Bauunternehmen in der Abwicklung ihrer Bauprozesse umfassende Unterstützung bieten. Deshalb bildet diese Arbeitsweise einen globalen Trend.

Die Anbindung der Projektprozesse an die durchgängige Steuerung auf Unternehmensebene ist für viele Unternehmen der Bauindustrie, vor allem im Large-Enterprise-Bereich, unabdingbar wichtig geworden. Mit Hilfe einer Integration technischer Projektprozesse mit der Unternehmensebene auf Basis von 5D-Modellen werden Bauunternehmen erstmals in der Lage sein, ihre Projektplanung und –steuerung vollkommen durchgängig mit der Unternehmensplanung und –steuerung zu verzahnen. Daraus entsteht eine neue Einheit, die auf modellbasierten Prozessen basiert. Diese neue Einheit macht ein verbessertes Projekt- und dabei gleichzeitig ein übergreifendes Unternehmenscontrolling in der Praxis möglich. Bauunternehmen sind durch die neuen detailgenauen Planungsmöglichkeiten exakte Kosten anstehender Bauprojekte frühzeitig bekannt. Ebenso lassen sich Umsätze strukturiert planen, wodurch eine langfristige Liquiditätsplanung – basierend auf konkreten Projektdaten – Realität wird.

Bauwirtschaft im Wandel
Das modellbasierte Planen und Bauen eröffnet der Bauindustrie eine Vielzahl neuer Möglichkeiten innerhalb verschiedener Disziplinen. Die digitale Fabrik ermöglichte der Automobilindustrie Kosteneinsparungen von bis zu 30 Prozent. Auch die Bauindustrie wird mit dem Einsatz dieser innovativen Technologie bald von ähnlich hohen Einsparpotenzialen profitieren. In Zahlen ausgedrückt, bedeutet das, dass sich bei konsequentem Einsatz einer solchen Technologie durch eine effiziente Projektabwicklung die Projektrendite signifikant verbessern lässt. Erste Untersuchungen der Bauwirtschaft hierzu belegen schon heute eine Verbesserung der Projektergebnisse um bis zu drei Prozentpunkte vom Umsatz. Eine wirtschaftlich enorm hohe Chance für die Baubranche weltweit.

Bildnachweis: tokamuwi/pixelio.de